A presente pesquisa avaliou duas alternativas para a remoção de fósforo em esgoto sanitário: uso de filtros percoladores com adição de material com potencial de ligação de fósforo e uso de banhados construídos com macrófitas com potencial assimilação de fósforo. Estas tecnologias são apropriadas para pequenas comunidades ou residências unifamiliares e também podem ser utilizadas como etapa no tratamento dos esgotos. Estes sistemas apresentam remoção satisfatória de matéria orgânica e nitrogênio amoniacal, contudo apresentam diminuta eficiência de remoção de fósforo e nitrato. Na presente pesquisa foram estudadas duas técnicas para aumentar a remoção de fósforo: utilização de materiais com potencial de remoção de fósforo nos filtros percoladores, e plantas com alta capacidade de assimilação de fósforo nos banhados construídos. Os materiais adicionados aos leitos percoladores com potencial de remoção de fósforo foram: Cavaco de Usinagem e Escória de Aciaria Elétrica. As frações de materiais adicionados foram: 10%, 20% e 40% em peso em relação ao material suporte. As plantas utilizadas foram a Luziola peruviana, a qual apresenta em sua constituição alta concentração de fósforo e a Typha latifolia, já amplamente utilizada em banhados construídos. Os materiais utilizados como meios suportes foram brita e areia. A adição de materiais com potencial remoção de fósforo auxiliou na remoção do nutriente, a qual foi mais significativa nos leitos contendo Cavaco de Usinagem. Não foi observada diferença de remoção de fósforo para as diferentes frações dos materiais testados para o período de estudo. A utilização da planta Luziola peruviana contribuiu no máximo com 2,11% da remoção de fósforo total, contudo foi observada importante função do sistema radicular no tempo de percolação, contribuindo para maior tempo de contato do efluente com material suporte, especialmente para o caso da brita. O uso de areia de granulometria grossa possibilitou eficiência de remoção de fósforo superior a 85%, entretanto, a massa de fósforo retida por unidade de área no sistema utilizando brita 0 apresentou valores duas vezes superiores aos obtidos para os leitos preenchidos com areia. / This research evaluated two alternatives to phosphorus removal from domestic wastewater: use of intermittent sand filters with materials addition with potential phosphorus binding and use of constructed wetlands with macrophytes potential phosphorus assimilation. These present themselves as technologies suitable for small communities or single family houses and can be used as a intermediate or final stage of wastewater treatment. The systems based on intermittent feed get satisfactory removal of organic matter and ammonia-N, but they have reduced efficiency of phosphorus and nitrate removal. The aim of present study was to evaluate two techniques for phosphorus removal: use of materials with potential removal of phosphorus, in the intermittent sand filters, and plants with capacity for assimilation of phosphorus metabolism, in the vertical flow constructed wetlands. The materials added to the sand filters with the potential removal of phosphorus were the Machine Bit and Electric Arc Furnace Slag. The fractions of materials added were: 10%, 20% and 40% related to material support weight. The plants tested were Luziola peruviana, which has in its constitution a high concentration of phosphorus and Typha latifolia, widely used in constructed wetlands. The support materials tested were gravel and sand. The use of materials with potential removal of phosphorus aid in the removal of phosphorus, which is more significant in the beds with Machine Bit. Difference of phosphorus removal was not observed for the different fractions of the materials tested for the study period. The use of the plant Luziola peruviana contributed at the most with 2,11% of removal of total phosphorus, however important role of the root system was observed in the percolation time, contributing to larger time of contact of wastewater with support materials, especially for use of coarse material, as it the coarse gravel. The use of coarse sand allowed removal efficiency of phosphorus higher than 85%, however, the mass of phosphorus retained per unit area in the system using gravel present values twice higher than obtained to the beds filled with sand.

A planície costeira do Rio Grande do Sul apresenta vários lagos subtropicais rasos com origem semelhante e uma grande amplitude de tamanho, distância e conectividade entre lagos, e desta maneira é aqui considerada como apropriada ao endereçamento de questões tais como diversidade e metabolismo do bacterioplâncton, um tópico atual de pesquisa. Em uma primeira abordagem, nós acessamos a diversidade bacteriana usando a técnica de Hibridização in situ Fluorescente (FISH) em um sub-conjunto destes lagos e inesperados padrões biogeográficos foram encontrados, a despeito da baixa resolução taxonômica empregada por esta técnica. Uma vez que os resultados do FISH têm sido relacionados também ao estado fisiológico das células, além de diversidade, nós procuramos por uma explicação alternativa para situações metabólicas bacterianas associadas aos fatores testados. Os resultados mostraram que as macrófitas exercem um efeito negativo sobre o fitoplâncton através de mecanismos antagonistas e que este último, por sua vez, afeta as bactérias, além de um possível efeito direto sobre o fitoplâncton e o bacterioplâncton pela liberação de compostos alelopáticos e substâncias húmicas. A competição entre o fitoplâncton e as bactérias sob condições de alta densidade algal pode igualmente criar condições inadequadas para o metabolismo bacteriano. Estes resultados indicam que fatores locais podem ter um efeito importante sobre a distribuição de estados metabólicos do bacterioplâncton. Em uma segunda abordagem, nós examinamos em detalhe a transição a partir da zona litoral dominada por macrófitas até a zona pelágica dominada pelo fitoplâncton, acompanhando as respostas contínuas do bacterioplâncton à mudança de dominância de produtor primário, uma vez que os resultados da primeira abordagem demonstraram que importantes respostas das bactérias estão associadas a estes dois habitats putativos. Os resultados também indicaram um padrão de inibição na presença de macrófitas aquáticas, potencializado pelas altas cargas de substâncias húmicas dos massivos banhados circundantes. O bacterioplâncton aumentou em densidade, biovolume e biomassa em direção às zonas pelágicas, mas a Eficiência de Crescimento Bacteriana indicou que as bactérias possivelmente tenham melhor performance metabólica em locais de dominância bem definida. Mudanças na estrutura da comunidade incluindo zooplâncton, fitoplâncton e bacterioplâncton foram encontradas, confirmando constatações prévias sobre o papel estruturador das macrófitas em lagos rasos, com a comprovação adicional de que este papel aplica-se também às bactérias. / The coastal plain of Rio Grande do Sul state presents several subtropical shallow lakes with similar origin and a wide range of size, distance and connectivity between lakes, and therefore is considered as suitable to address questions such as bacterial diversity and metabolism, a current research subject. In a first approach we assessed bacterial diversity using the technique of Fluorescent in situ Hybridization (FISH) in a sub-set of these lakes and unexpected biogeographic patterns arised, despite the low resolution employed by this technique. Since FISH results might be linked also to physiological status of cells, rather than diversity itself, we looked for an alternative explanation for bacterial metabolic situations associated with the drivers tested. Our results showed that macrophytes exert a negative effect on phytoplankton through antagonistic mechanisms and the latter, at its turn, affects bacteria, besides a possible direct effect on phyto- and bacterioplankton by release of allelopathic compounds and humic substances. Competiton between phytoplankton and bacteria in high algal density areas can create also inadequate conditions for bacterial metabolism. These results indicate that local factors can have an important effect on bacterioplankton metabolic status distribution. In a second approach we examined in detail the transition between a macrophyte dominated littoral zone to a phytoplankton dominated pelagic zone, following the continuous responses of bacterioplankton to the shift of primary producer dominance, since our previous results from the first approach showed that important responses of bacteria are associated to this two putative habitats. Overall data showed also a pattern of inhibition in the presence of aquatic macrophytes, potentialized by high loads of humic substances from surrounding massive wetlands. Bacterioplankton increased in density, biovolume and biomass towards pelagic zones, but Bacterial Growth Efficiency indicated that bacteria might perform better in well defined dominance sites. Changes in community structure of zooplankton, phytoplankton and bacterioplanton was found, confirming previous statements about the structuring role of macrophytes in shallow lakes, with the additional comprovation that this role applies also for bacteria.

A planície costeira do Rio Grande do Sul apresenta vários lagos subtropicais rasos com origem semelhante e uma grande amplitude de tamanho, distância e conectividade entre lagos, e desta maneira é aqui considerada como apropriada ao endereçamento de questões tais como diversidade e metabolismo do bacterioplâncton, um tópico atual de pesquisa. Em uma primeira abordagem, nós acessamos a diversidade bacteriana usando a técnica de Hibridização in situ Fluorescente (FISH) em um sub-conjunto destes lagos e inesperados padrões biogeográficos foram encontrados, a despeito da baixa resolução taxonômica empregada por esta técnica. Uma vez que os resultados do FISH têm sido relacionados também ao estado fisiológico das células, além de diversidade, nós procuramos por uma explicação alternativa para situações metabólicas bacterianas associadas aos fatores testados. Os resultados mostraram que as macrófitas exercem um efeito negativo sobre o fitoplâncton através de mecanismos antagonistas e que este último, por sua vez, afeta as bactérias, além de um possível efeito direto sobre o fitoplâncton e o bacterioplâncton pela liberação de compostos alelopáticos e substâncias húmicas. A competição entre o fitoplâncton e as bactérias sob condições de alta densidade algal pode igualmente criar condições inadequadas para o metabolismo bacteriano. Estes resultados indicam que fatores locais podem ter um efeito importante sobre a distribuição de estados metabólicos do bacterioplâncton. Em uma segunda abordagem, nós examinamos em detalhe a transição a partir da zona litoral dominada por macrófitas até a zona pelágica dominada pelo fitoplâncton, acompanhando as respostas contínuas do bacterioplâncton à mudança de dominância de produtor primário, uma vez que os resultados da primeira abordagem demonstraram que importantes respostas das bactérias estão associadas a estes dois habitats putativos. Os resultados também indicaram um padrão de inibição na presença de macrófitas aquáticas, potencializado pelas altas cargas de substâncias húmicas dos massivos banhados circundantes. O bacterioplâncton aumentou em densidade, biovolume e biomassa em direção às zonas pelágicas, mas a Eficiência de Crescimento Bacteriana indicou que as bactérias possivelmente tenham melhor performance metabólica em locais de dominância bem definida. Mudanças na estrutura da comunidade incluindo zooplâncton, fitoplâncton e bacterioplâncton foram encontradas, confirmando constatações prévias sobre o papel estruturador das macrófitas em lagos rasos, com a comprovação adicional de que este papel aplica-se também às bactérias. / The coastal plain of Rio Grande do Sul state presents several subtropical shallow lakes with similar origin and a wide range of size, distance and connectivity between lakes, and therefore is considered as suitable to address questions such as bacterial diversity and metabolism, a current research subject. In a first approach we assessed bacterial diversity using the technique of Fluorescent in situ Hybridization (FISH) in a sub-set of these lakes and unexpected biogeographic patterns arised, despite the low resolution employed by this technique. Since FISH results might be linked also to physiological status of cells, rather than diversity itself, we looked for an alternative explanation for bacterial metabolic situations associated with the drivers tested. Our results showed that macrophytes exert a negative effect on phytoplankton through antagonistic mechanisms and the latter, at its turn, affects bacteria, besides a possible direct effect on phyto- and bacterioplankton by release of allelopathic compounds and humic substances. Competiton between phytoplankton and bacteria in high algal density areas can create also inadequate conditions for bacterial metabolism. These results indicate that local factors can have an important effect on bacterioplankton metabolic status distribution. In a second approach we examined in detail the transition between a macrophyte dominated littoral zone to a phytoplankton dominated pelagic zone, following the continuous responses of bacterioplankton to the shift of primary producer dominance, since our previous results from the first approach showed that important responses of bacteria are associated to this two putative habitats. Overall data showed also a pattern of inhibition in the presence of aquatic macrophytes, potentialized by high loads of humic substances from surrounding massive wetlands. Bacterioplankton increased in density, biovolume and biomass towards pelagic zones, but Bacterial Growth Efficiency indicated that bacteria might perform better in well defined dominance sites. Changes in community structure of zooplankton, phytoplankton and bacterioplanton was found, confirming previous statements about the structuring role of macrophytes in shallow lakes, with the additional comprovation that this role applies also for bacteria.

Submitted by Marcio Emanuel Paixão Santos (marcio.santos@ucsal.br) on 2017-02-21T22:50:14Z No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_ESTHALIN_MOREIRA.pdf: 2663332 bytes, checksum: b5090fbedb3bb1dbd049d31336ec9940 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Emília Carvalho Ribeiro (maria.ribeiro@ucsal.br) on 2017-03-02T15:59:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_ESTHALIN_MOREIRA.pdf: 2663332 bytes, checksum: b5090fbedb3bb1dbd049d31336ec9940 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-02T15:59:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_ESTHALIN_MOREIRA.pdf: 2663332 bytes, checksum: b5090fbedb3bb1dbd049d31336ec9940 (MD5) Previous issue date: 2016-08-31 / Os ecossistemas aquáticos continentais representam um sistema ainda pouco conhecido e bastante ameaçado pela ação do homem, principalmente as regiões litorâneas que sofrem com a especulação imobiliária, turística e industrial. As macrófitas aquáticas são essenciais ao equilíbrio do ambiente aquático, pois sustentam um grande número de organismos e respondem bem a diferentes gradientes ambientais que são formados lateralmente e ao longo do manancial. Tendo em vista que a depleção da qualidade da água dos recursos hídricos, principalmente em ecossistemas lênticos do litoral norte do estado da Bahia, está aumentando drasticamente devido às ações antrópicas. O presente trabalho busca avaliar a composição de espécies de macrófitas aquáticas em ecossistemas lênticos do Parque das Dunas, o último manancial urbano do ecossistema de dunas, lagoas e restingas do Brasil. O levantamento florístico e coleta de amostras de água foram realizados em todas as lagoas perenes do parque entre os meses de novembro e dezembro de 2015. Foram realizadas 5 visitas ao parque, com 8 horas diárias, totalizando 40 horas de atividades de campo. No inventário florístico foram registradas 40 espécies, distribuídas em 35 gêneros e 24 famílias, bem como a análise de 8 parâmetros físico-químicos. Neste trabalho foi possível verificar a relação dos parâmetros com as espécies de macrófitas aquáticas, principalmente os relacionados à matéria orgânica, resultando na identificação de um avançado processo de infestação de Eleocharis interstincta na Lagoa do Jacaré e um processo inicial na Lagoa do Junco. Esses resultados são dados importantíssimos que ajudarão subsidiar ações de planejamento ambiental e manejo das macrófitas aquáticas do parque, e em regiões alagadas do ecossistema de restinga. Além disso, foi confeccionado o guia de campo de macrófitas aquáticas do Parque das Dunas, que terá usabilidade em toda extensão do Litoral Norte do estado da Bahia, visto que, as espécies contidas nele, possuem uma grande distribuição geográfica e a região possui uma grande deficiência em materiais específicos para flora aquática, desta forma, o guia auxiliará trabalhos de licenciamento ambiental, planos de manejo e recuperação de corpos hídricos. / The aquatic continental ecosystems represent a system still not well known and quite threatened by human action, especially the coastal areas which suffer from industrial, touristic and real estate speculation. The aquatic macrophytes are essential to the balance of the aquatic environment, because they support a large number of organisms and they respond well to different environmental gradients that are formed laterally along the spring. Considering the depletion of the water quality of hydric sources, especially in lentic ecosystems of the north coast of Bahia state, is increasing dramatically due to human actions. This study aims to evaluate the species composition of aquatic macrophytes in lentic ecosystems of Parque das Dunas, the last urban source of the dune ecosystem, lagoons and resting areas in Brazil. The floristic survey and collecting water samples were performed in all perennial ponds of the park between the months of November and December 2015. The floristic survey and water samples collecting were performed in all perennial ponds of the park between the months of November and December 2015. Five visits were made to the park, with eight hours per day, totalizing 40 hours of field activities. Forty species belonging to thirty-five genera and twenty-four families were recorded in the floristic inventory, and also the analysis of 8 physicochemical parameters. This work can verify the list of parameters to the species of aquatic plants, especially those related to organic matter, resulting in the identification of an advanced process of Eleocharis interstincta infestation at Lagoa do Jacaré and an initial process at Lagoa do Junco. These results are extremely important data that will help support programs to environmental planning and management of aquatic macrophytes in the park, and in flooded areas of restinga ecosystem. Beyond that, it was made the field guide of aquatic macrophytes of Parque das Dunas, which will have usability all along the north coast of Bahia state, once the species contained therein have a wide geographical distribution and the region has a large deficiency of specific materials for aquatic flora, thus the guide will assist environmental licensing work, management plans and recovery of water bodies.

Constructed wetlands (CWs) are artificial systems used for wastewater treatment, whose objective is to reproduce, under controlled conditions, the treatment mechanisms that occur in natural environments, through the exploration and improve the processes that involve the vegetation, porous media and microbial assemblages. Horizontal subsurface flow constructed wetlands (HSSF-CWs) is characterized by flow in a horizontal direction, in a gravel or sand beds planted or unplanted with emergent macrophytes whose the inlet and outlet are horizontally opposed, which allows the wastewater flow through the rhizosphere and have contact with the biofilm formed in subsurface. Traditional studies about CWs focuses on the efficiency of contaminants removal look at systems as a "black-boxes" from empirical approaches and do not distinguish between the different active removals processes. The development of numerical models, in order to helping to identify and improve the role of each element acting in the treatment, whether the properties of the porous media, constructive geometry, flow characteristics, among others, appears as an alternative to reach a more detailed understanding of the internal processes involved in CWs. In general, numerical models consist of governing equations (derived from the mathematical combination of the water balance and Darcy's law), initial conditions (they refer to the distribution of the hydraulic head in the model domain) and boundaries conditions (define the hydraulic or physical boundaries that delimit the model domain). In the last decade, different 1D and 2D numerical models have been developed and applied for the simulation of subsurface flow CWs under conditions of saturated horizontal flow (CWM1-RETRASO and PHWAT), variably saturated vertical flow (FITOVERT and HYDRUS-CW2D) and vertical or horizontally saturated flow (HYDRUS-CWM1). However, few studies regarding the application of 3D numerical models for CWs simulation are reported in the scientific literature. In this study, the hydrodynamic simulation of the porous media in a horizontal subsurface flow constructed wetland was run through the application of a 3D numerical model. The flow patterns were simulated according to the project design and scenarios with changes in the porous media hydrodynamic (hydraulic conductivity) and in the positioning of the wastewater distribution mechanisms (distribution along the cross section with two pipes) in order to verify the influence of these factors in the flow pattern and also to indicate advantages and disadvantages that contribute to the design. The softwares MODFLOW and MODPATH, in the GMS family code, were used for to simulate the direction and flow velocity, hydraulic head and pathlines. The model proved to be a powerful tool to simulation, allowing observing the interdependence between the hydrodynamic parameters and the hydraulic characteristics in the porous media. The simulated scenarios showed the possibility of improving the flow patterns, mainly using two pipes to distribute the wastewater in a more homogeneous way along the cross section of the bed. The use of a porous media with lower hydraulic conductivity also showed improvement in flow characteristics evaluated. However, the general context of wastewater treatment facilities (pretreatment units and tributary loads) should be considered, since materials with low hydraulic conductivity are more susceptible to clogging. Proper design is crucial to improving the treatment conditions in the HSSF-CWs and also to avoid the occurrence of hydraulic problems and damage to the treatment, such as the clogging. / Wetlands construídos (WCs) são tecnologias empregadas para o tratamento de águas residuárias, cujo objetivo é reproduzir, sob condições controladas, os mecanismos de depuração que ocorrem em meios naturais, através da exploração e aperfeiçoamento dos processos que envolvem a vegetação, o substrato e os microrganismos. Wetlands construídos de escoamento subsuperficial de fluxo horizontal (WCFH) são caracterizados pelo fluxo em direção horizontal através de um leito de cascalho ou areia, vegetado ou não com macrófitas emergentes, cujas entrada e saída dos efluentes são horizontalmente opostas, o que permite que as águas residuárias fluam através da rizosfera e tenham contato com o biofilme formado em subsuperfície. Tradicionalmente, os estudos sobre WCs incidem apenas sobre a remoção das concentrações de contaminantes, considerando esses sistemas como “black-boxes” a partir de abordagens empíricas, sem fazer distinção entre os diferentes processos atuantes. O desenvolvimento de modelos numéricos, como forma de auxiliar a identificar e aperfeiçoar o papel de cada elemento atuante no tratamento, quer sejam as propriedades do meio poroso, a geometria construtiva, as características de fluxo, entre outros, surge como alternativa para o alcance de uma compreensão mais detalhada dos processos internos intervenientes nos WCs. De uma forma geral, os modelos numéricos são constituídos por equações governantes (derivada da combinação matemática da equação de balanço de água e da lei de Darcy), por condições iniciais (dizem respeito à distribuição da carga hidráulica no domínio do modelo) e por condições de contorno (definem as fronteiras hidráulicas ou físicas que delimitam o domínio do modelo). Na última década, diferentes modelos 1D e 2D foram desenvolvidos e aplicados para a simulação de WCs de escoamento subsuperficial em condições de fluxo horizontal saturado (CWM1-RETRASO e PHWAT), vertical variavelmente saturado (FITOVERT e HYDRUS-CW2D) e vertical ou horizontal variavelmente saturado (HYDRUS-CWM1). Porém, poucas experiências relativas à aplicação de modelos 3D para simulação de WCs são relatadas pela literatura científica. Neste trabalho, a simulação da hidrodinâmica do meio poroso de um sistema de tratamento de efluentes do tipo wetlands construídos de escoamento subsuperficial de fluxo horizontal foi realizada por meio da aplicação de um modelo numérico 3D. Foram simuladas as condições de fluxo conforme as especificações de um projeto de engenheria, e também cenários com mudanças nas características hidrodinâmicas do meio poroso (condutividade hidráulica) e no posicionamento dos mecanismos de distribuição das águas residuárias (distribuição ao longo da seção transversal por meio de duas tubulações) visando verificar a influência desses fatores no sistema de fluxo e também indicar vantagens e desvantagens que contribuam para a elaboração de projetos. Os softwares MODFLOW e MODPATH, executados por meio da interface GMS, foram utilizados para a simulação da direção e velocidade de fluxo, nível hidráulico e linhas de trajetória das partículas transportadas por advecção. O modelo provou ser uma ferramenta poderosa para a simulação, permitindo visualizar a interdependência entre os parâmetros hidrodinâmicos e as características hidráulicas do meio poroso. Os cenários simulados mostraram a possibilidade de melhoria dos padrões de fluxo, principalmente por meio do uso de duas tubulações para distribuição dos efluentes de forma mais homogênea ao longo da seção transversal do leito. O uso de materiais com menor condutividade hidráulica também apresentou melhoria nas características de fluxo avaliadas. Porém, deve-se considerar o contexto geral das instalações de tratamento das águas residuárias (unidades de tratamento preliminar e cargas afluentes), visto que materiais com baixa condutividade hidráulica são mais susceptíveis ao entupimento. A concepção adequada é crucial para melhorar as condições de tratamento verificadas nos WCFH e também para evitar a ocorrência de danos e problemas hidráulicos, como a estagnação de fluxo em zonas de baixa velocidade de escoamento.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3876.pdf: 2809154 bytes, checksum: 68860c86de2c9aef55b7b8d45eea60b3 (MD5) Previous issue date: 2010-07-02 / The Paraguay River, show spatial and temporal heterogeneity, due it had many secondary channels, oxbow lakes, baías, corixos floodplains, due to the Flood Pulse. Therefore these sets of factors are important for the aquatic macrophyte structuration on floodplains. This research had as main purpose, to evaluate the aquatic macrophyte of the Paraguay River, from Cáceres to Taiamã Ecological Station into the Pantanal of Mato Grosso State. For so, the sample collects were realized between April of 2008 to April of 2009, covering all the hydrological periods. Therefore on each period it was registered the environmental variables, water and air temperature, water level, transparency, pH, dissolved oxygen, water electric conductivity, nitrogen and phosphorous nutrients, calcium, magnesium, potassium, sodium and the biological variable: though the cover of the community of water macrophyte, using a square, where was measured the cover degree according to the visualization. With these data were possible to analyze the composition, abundance, diversity and biological way of life. To shown the results of this study, it was separated into two chapters. The first one, The spatial and temporal dynamics of the aquatic macrophytes in the Paraguay river and in the parental lakes . On this were addressed the spatial and temporal dynamics of the structure and composition of the aquatic macrophyte composition and the environmental variables on many lakes with different degree of connectivity with the Paraguay River. The samples collects were realized on 11 neighboring lakes along the Paraguay river, showing three different kinds of connectivity (unconnected, directly connected to river and indirect connected to the river) While into the river the collects were realized onto ten points, downstream to each lake. The limnologic variables show strong correlation with flood pulse. The Paraguay River show high values of dissolved oxygen and pH during dry period and filling water period and the lakes shown high values of conductivity. The directly connected lakes show big richness of species and biologic way of life, and high values of diversity during all hydrologic periods. Eichhornia azurea, Eichhornia crassipes and Salvinia auriculata were the species who show the biggest abundance mainly in the river. The aquatic macrophyte ordination of the free floating kind showed the biggest abundance during flood in the river and in all hydrological periods in the lakes. The fix floating/emergent dominated on the Paraguay River. The environment studied shown difference during dry and filling period and was grouped on the flood period, when the water levels make the homogenization of the System River, lake and flood plain. The second chapter The functional sectors of the Paraguay river determine the aquatic macrophyte 9 domination , The text show the discussion about the dynamic and the community of the aquatic macrophyte, into three sections of the Paraguay river, which are different in the geomorphology. Where this functional sectors describe the segments of the river differentiated by the changes in the kind of the standard of the Channel flooding area, on the width of the river, in the inclination of the valley, on the sinuosity and on the effect of the confluence of the tributaries with the entry of different water and sediments. The sectors analyzed were: Meander, Straight and transition. On each sector were analyzed the cover the aquatic macrophyte community and the environmental variables of the lakes and the Paraguay river, during dry and flood period. The variable dissolved oxygen (dry period) and water electric conductivity (flood and dry period), analyzed though the ANOVA text, shown exist significant differences between sectors. Analyzing the composition and structure of the aquatic macrophyte community, it was observed that in the meander sector, the lakes, both periods, shown bigger richness and bigger diversity of species in relation to another lakes in another sectors, while the transition sector shown bigger richness and diversity during flood period. Probably these differences are related to the fluvial geomorphology, typical of each sector. The meandric sector is a sector with high sinuosity, which favor a high number of lakes, secondary channels, ancient channels of the river and floodplain. The Paraguay river shown bigger richness and diversity of species on the transition sector, on both hydrological periods, probably due to the presence of many fix floating species and/or emergent. However it is possible to verify that the abundance of Eichhornia azurea and Salvinia auriculata species, on the meandric and transition sectors, enforce the similarity which exists between these lakes during dry period. The lakes of the straight sector are more deep in relation to the another, what probably, favor the high abundance of Salvinia auriculata, make these not similar to another. / O rio Paraguai apresenta heterogeneidade espacial, por possuir vários canais secundários, meandros abandonados, baías, corixos, áreas alagáveis, e temporal, proporcionado pelo pulso de inundação. Portanto, estes conjuntos de fatores são importantes para a estruturação da vegetação aquática em planícies de inundação. Este estudo tem como objetivo geral, avaliar a diversidade de macrófitas aquáticas do rio Paraguai, entre a cidade de Cáceres e a Estação Ecológica de Taiamã localizado no Pantanal Mato-grossense. Para tal, as coletas dos dados foram realizadas de abril de 2008 a abril de 2009, abrangendo os quatro períodos do ano. Portanto, em cada período foi registrado a variável ambiental: temperatura do ar e da água, nível da água, transparência, pH, oxigênio dissolvido, condutividade elétrica da água, nutrientes nitrogenados e fosfatados, cálcio, magnésio, potássio, sódio e a variável biológica: através da cobertura da comunidade de macrófitas aquáticas, utilizando um quadrado, onde foi mensurado o grau de cobertura de acordo com a visualização. Com estes dados foi possível analisar a composição, abundância, diversidade e a forma biológica. Para a apresentação dos resultados deste estudo foi separados em dois capítulos. O primeiro capítulo intitulado A dinâmica espacial e temporal das comunidades de macrófitas aquáticas no rio Paraguai e baías parentais . Neste foram abordados a dinâmica espacial e temporal da estrutura e composição da comunidade de macrófitas aquáticas e as variáveis ambientais em várias baías com diferentes graus de conectividade e o rio Paraguai. As coletas dos dados foram realizadas em onze baías, localizadas adjacente ao longo do rio Paraguai, apresentando três tipos de conectividade (desconectadas, conectadas direta e indiretas). Enquanto que no rio a coleta de dados foi amostrada em dez pontos à jusante a cada baía. As variáveis limnológicas se apresentaram correlação forte com o pulso de inundação. O rio Paraguai apresentou altos valores de oxigênio dissolvido e pH durante a estiagem e enchente e as baías apresentaram altos valores de condutividade. As baías conectadas diretamente ao rio apresentaram maior riqueza de espécie e formas biológicas, e altos valores diversidade, nos quatro períodos hidrológicos. Eichhornia azurea, Eichhornia crassipes e Salvinia auriculata foram às espécies que apresentaram maiores abundância, principalmente no rio Paraguai. A ordenação das macrófitas do tipo flutuante livre apresentou maior abundância no período da cheia no rio e em todos os períodos nas baías. E a espécie do tipo flutuante fixa/emergente predominou no rio Paraguai. Os ambientes estudados apresentam distinção nos períodos de estiagem e enchente e foram agrupados nos período de cheia, quando o nível da água proporciona a homogeneização do sistema rio, baía e planície de inundação. O segundo 7 capítulo Os setores funcionais do rio Paraguai determinando a dinâmica da comunidade de macrófitas aquáticas . O texto apresenta a discussão sobre a dinâmica da comunidade de macrófitas aquáticas em três trechos, ou setores, do rio Paraguai, que são distintos na sua geomorfologia. Onde estes setores funcionais descrevem os segmentos do rio diferenciados por mudanças no tipo do padrão do canal-área inundável, na largura do rio, na inclinação do vale, na sinuosidade, e no efeito da confluência de tributários com a entrada de diferentes águas e sedimentos. Os setores analisados foram: Setor de Meandro, Setor Reto e Setor de Transição. Em cada setor foi analisado a cobertura comunidade de macrófitas aquáticas e as variáveis ambientais das baías e o rio Paraguai, nos períodos de estiagem e cheia. As variáveis, oxigênio dissolvido (período estiagem) e condutividade elétrica da água (cheia e estiagem), analisados através do teste de ANOVA, revelaram existir diferenças significativas entre os setores. Na analise da composição e estrutura da comunidade de macrófitas aquáticas observou-se que no Setor de Meandro as baías, em ambos os períodos, apresentaram a maior riqueza e maior diversidade de espécies de macrófitas aquáticas em relação às outras baías de outros setores Enquanto que o Setor de Transição apresentou maior riqueza e diversidade no período de cheia. Provavelmente estas diferenças estejam relacionadas à geomorfologia fluvial, típica de cada setor. O Setor de Meandro é um trecho com alta sinuosidade, que favorecem um numero alto de baías, canais secundários, canais antigos do rio abandonado e áreas alagadas. O rio Paraguai apresentou maior riqueza e diversidade de espécies no Setor de Transição, em ambos os períodos, provavelmente devido à presença de várias espécies flutuantes fixas e/ou emergentes. Entretanto podemos verificar que a abundância das espécies Eichhornia azurea e Salvinia auriculata nos setores de Meandro e Transição reforçaram a similaridades existentes entre estas baías, no período de estiagem. As baías do Setor Reto apresentaram-se significativamente mais profundas em relação às outras, o que provavelmente, favoreceram a alta abundância de Salvinia auriculata, tornando-a dissimilar em relação às outras.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:30:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6200.pdf: 5255167 bytes, checksum: 58a3b70b1973c81a294f1b3d39c5e6a2 (MD5) Previous issue date: 2014-08-21 / Universidade Federal de Sao Carlos / Macrophytes constitute the set of plants that evolutionarily returned to live in aquatic environments. They are widely distributed in the world and are characterized by a type of vegetation with high rates of primary production. Decomposition rates of these plants are influenced by biotic (i.e. decomposition community) and abiotic (i.e. temperature, dissolved oxygen, ion concentration) factors. Thus, were analyzed during the in vitro decomposition of three aquatic macrophytes with different habits of life (Eichhornia azurea, Eleocharis sp. e Salvinia auriculata): the carbon balance and the mass loss, the activities of the enzymes cellulase (C1 and Cx), xylanase, peroxidase and polyphenol oxidase and its influences on the decomposition of lignocellulosic compounds; and temporal variations of pH, conductivity, degree of aromatization and the content of C:N:P in the dissolved fraction of the chamber of decomposition at different temperatures and under aerobic and anaerobic conditions. For this, chambers of decomposition were prepared with dried plants in a sample of water from the dam of the Beija-Flor (municipality of Luís Antônio, SP - Brazil) fragments. Incubations were kept under aerobic and anaerobic conditions and 4 temperatures (15, 20, 25 e 30 oC). A first-order kinetic model was adopted to describe and compare the kinetics of decomposition of macrophytes. The result analysis concluded that due to heterogeneity of debris, decomposition had biphasic pattern of mass loss, with labile/soluble fraction (COPls ≈ 15.4; 10.6 and 10.7 % for E. azurea, Eleocharis sp. and S. auriculata, respectively) and refractory ( CO ≈ 84.2; 89.4 and 89.0% for E. azurea, Eleocharis sp. and S. auriculata, respectively). Soluble/labile fraction showed mass loss coefficients higher (1.4; 2.0 and 1.0 dia-1 for E. azurea, Eleocharis sp. and S. auriculata, respectively) than the refractory fraction (0.0009; 0.0034 and 0.0014 dia-1 for E. azurea, Eleocharis sp. and S. auriculata, respectively). Both extrinsic factors (i.e. temperature and dissolved oxygen) as well the chemical composition of the plant influenced the decomposition process. Extrinsic fatoress, however, acted so as to lead to decomposition, accepting the hypothesis tested. The habit of life not directly influenced the mass loss. / A decomposição exerce importante papel no funcionamento dos sistemas aquáticos, possibilitando a ciclagem de nutrientes e de matéria orgânica nesses ambientes. Macrófitas aquáticas podem constituir importante fonte de entrada de energia nestes ecossistemas, representando até 50% do aporte de carbono orgânico. A velocidade da decomposição bem como o tipo e a quantidade de elementos liberados destas plantas são influenciadas por fatores bióticos e abióticos. Foram analisados durante a decomposição in vitro de três macrófitas aquáticas de hábitos diferentes (Eichhornia azurea, Eleocharis sp. e Salvinia auriculata): o balanço de carbono e a perda de massa, as atividades das enzimas celulase (C1 e Cx), xilanase, peroxidase e polifenol e suas influências na decomposição dos compostos lignocelulósicos; bem como as variações temporais de pH, condutividade, grau de aromatização e o teor de C:N:P na fração dissolvida em câmaras de decomposição sob diferentes condições de temperatura e disponibilidade de oxigênio. Para tanto, câmaras de decomposição foram preparadas com fragmentos secos das plantas com água da represa do Beija-Flor (município de Luís Antônio, SP Brasil). As incubações foram mantidas sob aerobiose e anaerobiose e em 4 temperaturas (15, 20, 25 e 30 oC). Um modelo cinético de primeira ordem foi adotado para descrever e comparar a cinética da decomposição das macrófitas. A análise dos resultados permitiu concluir que os detritos apresentaram-se gê áb / ú ( CO ≈ 15 4; 10 6 10 7 % E. azurea, Eleocharis sp. e S. auriculata ) á ( CO ≈ 84 2; 89 4 89 0% E. azurea, Eleocharis sp. e S. auriculata, respectivamente). As decomposições tiveram padrão bifásico de perda de massa uma vez que a fração lábil/solúvel apresentou coeficientes de perda de massa mais elevados (1,4; 2,0 e 1,0 dia-1 para E. azurea, Eleocharis sp. e S. auriculata, respectivamente) do que a fração refratária (0,0009; 0,0034 e 0,0014 dia-1 para E. azurea, Eleocharis sp. e S. auriculata, respectivamente). Tanto fatores extrínsecos (i.e. temperatura e oxigênio dissolvido) como a composição química da planta influenciaram no processo de decomposição. Os fatoress extrínsecos, porém, atuaram de maneira a conduzir a decomposição, aceitando a hipótese testada. O hábito de vida não influenciou diretamente na perda de massa.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:30:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6430.pdf: 2950618 bytes, checksum: 22a2d5e0c9dda81cdb7055014b0bb1e9 (MD5) Previous issue date: 2014-12-12 / Universidade Federal de Minas Gerais / Because the importance of invasive plant species in biological diversity reduction and environmental quality depreciation, there is great studies need addressing these organisms development, invasive potential and changes in nutrient cycling at invaded areas. We evaluate the development, invasiveness and debris input of Hedychium coronarium, aggressive herbaceous weed of wetlands, as well as the invasiveness of riparian communities. The two-year population dynamics study found increased ramets mortality and births during the winter season, indicating primary effect strategy for ramets recruitment. The in situ and in vitro decomposition experiments demonstrated low mineralization rates comparing with others same habit and niche of macrophytes. Sinusoid and exponential models demonstrates stochasticity of development and debris accumulation of H. coronarim in invaded areas. Rhizomes showed histological responses to different soil moistures. In high moisture soils, we found great aerenchyma development. Under low moisture, rhizomes showed greater starch granules accumulation. Removal experiments presented alternations in the preferential vegetative or reproductive investments according to soil moisture and habits of competitors. We also noted the use of rhizomes as food resource by capybaras during the winter season. / Devido à importância das espécies invasoras vegetais na diminuição de diversidade biológica e depreciação da qualidade ambiental, existe grande necessidade de estudos que abordem o desenvolvimento destes organismos, seu potencial de invasão e seus impactos ecológicos nas áreas invadidas. Nós avaliamos o desenvolvimento, invasividade e aporte de detritos de Hedychium coronarium, invasora herbácea agressiva de ambientes úmidos, assim como a invasibilidade das comunidades das áreas ripárias invadidas. O estudo de dois anos da dinâmica populacional constatou maior mortalidade e natalidade de rametas durante o período de inverno, indicando estratégia de efeito prioritário para recrutamentos dos rametas. Os experimentos de decomposição in situ e in vitro demonstraram baixas taxas de mineralização de detritos dos rametas, comparadas com outras macrófitas de mesmo hábito e nicho. Os modelos senoidais e exponenciais demonstram a estocasticidade dos eventos de desenvolvimento e acumulo de detritos de H. coronarim nas áreas invadidas. Os rizomas apresentaram respostas histológicas para diferentes umidades do solo. Em solos com alta umidade, constatamos grande desenvolvimento de aerênquimas. Já em baixa umidade, o rizoma apresentou grande acúmulo de grânulos de amido. Os experimentos de remoção demonstraram que a invasora alterna o investimento preferencial entre os crescimentos vegetativo e o reprodutivo segundo a umidade do solo e hábitos das competidoras. Constatamos também a utilização dos seus rizomas como recurso alimentar de capivaras durante o período de inverno.

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:44:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGPV13MA117.pdf: 6276349 bytes, checksum: 1b800023a1d569d94630237b802f05fc (MD5) Previous issue date: 2013-07-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Wetlands are ecosystems which embrace a great number of botanical species and they may include endangered and endemic species and others with economic potentialities. However, the studies of these environments are still in their beginnings, mostly those about Santa Catarina&#8223;s South Plateau. The main aims of this study were: 1. to test digital classification techniques on wetlands mapping and to analyze their size pattern, the forms and density of their landscape occurrence; 2. to list botanical species, their ecological aspects and their economic potentialities; 3. to establish the spatial distribution of species. In order to mapping, a Landsat-5 image and some digital ortoimages were used, they were processed with ArcGIS 9.3, ENVI 4.7 and ENVI EX softwares; metrics in landscape were analyzed with FRAGSTATS 4.0 software. The floristic survey was made in Aug./2011-Jan./2013 in three areas: Bom Jardim da Serra, Lages (Coxilha Rica) and Painel cities. Habits, life forms, frequency of species, stature classes, species economical potential uses and conservation status indicators were analyzed. Data about species distribution were collected in Jan.-Feb./2012, by means of six transects (4x27 m), placed in the three research wet areas, from border to center (n=168). The ordering analysis applied was non-metric multidimensional scaling (NMDS), used in two stages: among areas and in the transections, using R 2.15 software. Digital classification showed up as a satisfactory one and wetlands represented 12% of the landscape; frequency of one wetland/10 hectare; the area occupied by wetlands presented a great largeness (0,01-37 ha.), most with less than 2 ha. Total richness was of 156 species, distributed in 96 genera and 47 families. Families with greater richness, were Poaceae (26 spp.), Asteraceae (23) and Cyperaceae (23), while 24 families were represented by one specie each. The most common habit was herbaceous (124), life forms were amphibians (107) and emergent (30); the majority of species had a regular frequency classification (77); the stature class with a bigger number of species was class III (&#8805; 50 e < 100 cm). Among species with economical uses (61), pointed out the bioactive ones (30) and also were observed endangered (four) and endemic species (three); as well as some high land grasslands conservation status indicator species (38) and turf indicator species (four). Floristic diversity was considered high (Shannon: 3.32; 3.53 e 3.62), and the three areas showed 17 species in common. Regarding to the ordination analyses, two zones were observed: border (&#8804; 7 m) and center (> 7 m), border species represented 70%, of total species collected. Dates achieved in this study shall be important helping to recognize the preservation significance of these ecosystems, as well as helping to understand the ecological processes that occur in these environments / As áreas úmidas são ecossistemas que apresentam um grande número de espécies vegetais, podendo incluir espécies ameaçadas, endêmicas e de interesse econômico. Entretanto, os estudos sobre esses ambientes ainda são incipientes, sobretudo no Planalto Sul de Santa Catarina. Os objetivos deste estudo foram: 1. Testar técnicas de classificação digital para mapear áreas úmidas e analisar o seu padrão de tamanho, forma e densidade de ocorrência na paisagem; 2. Levantar as espécies botânicas, seus aspectos ecológicos e potencialidades econômicas; 3. Analisar a distribuição espacial das espécies. Para o mapeamento utilizou-se uma imagem Landsat-5 e ortoimagens digitais, que foram processadas nos programas ArcGIS 9.3, ENVI 4.7 e ENVI EX; as métricas da paisagem foram analisadas no programa FRAGSTATS 4.0. O levantamento florístico foi realizado em ago/2011-jan/2013, em três áreas: municípios de Bom Jardim da Serra, Lages (localidade de Coxilha Rica) e Painel. Foram analisados os aspectos sobre o hábito, a forma de vida, a frequência, a classe de altura e a citação de potencial de uso econômico e indicação de status de conservação das espécies. Os dados sobre a distribuição das espécies foram coletados em jan-fev/2012, em seis transecções (4x27 m), alocadas no sentido margem-centro de três banhados (n= 168). A análise de ordenação utilizada foi Non-metric Multidimensional Scaling (NMDS), aplicada em duas etapas: entre áreas e nas transecções, utilizando o programa R 2.15. A classificação digital se mostrou satisfatória e os banhados representaram 12% da paisagem; frequência de um banhado/10 hectares; a área ocupada por banhado apresentou grande amplitude (0,01-37 ha), sendo em sua maioria com < 2 ha. A riqueza total foi de 156 espécies, distribuídas em 96 gêneros e 47 famílias. As famílias de maior riqueza foram Poaceae (26 spp.), Asteraceae (23) e Cyperaceae (23), enquanto 24 famílias foram representadas por uma espécie cada. A maior parte das espécies foi classificada como de hábito herbáceo (124); as formas de vida mais comuns foram anfíbias (107) e emergentes (30) e a freqüência foi a comum (77). A classe de altura que abrigou o maior número de espécies foi a III (&#8805; 50 e < 100 cm). Entre as espécies com potencial de uso (61), se destacaram as bioativas (30) e foram observadas também espécies ameaçadas de extinção (quatro), endêmicas (três), espécies caracterizadas como indicadores de estado de conservação de campos de altitude (38) e espécies indicadoras de turfeiras (quatro). A diversidade florística encontrada foi considerada alta (Shannon: 3,32; 3,53 e 3,62) e as áreas apresentaram 17 espécies em comum. Com relação à análise de ordenação, foi observada a formação de duas zonas: marginal (&#8804; 7 m) e central (> 7 m), e as espécies encontradas na zona marginal representaram 70%, do total de espécies amostradas. Os dados obtidos neste estudo são importantes para o reconhecimento da importância da conservação desse ecossistema, assim como para o entendimento dos processos ecológicos que ocorrem nesses ambientes

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Áreas alagadas são importantes devido à grande biodiversidade que sustentam e aos serviços ambientais gerados pela sua conservação. Essas áreas, quando dominadas por macrófitas, tendem a suportar grande biodiversidade e assumir grande valor de conservação. Assim, o monitoramento do estabelecimento deste importante componente do ecossistema durante um projeto de recuperação de ecossistemas é importante para avaliar o sucesso da sua recuperação. Este trabalho teve como objetivo estimar aquantidade de biomassa por área acumulada em um ecossistema ao longo de um gradiente de recuperação. Através da classificação não supervisionada gerada a partir de de imagens de satélite de alta resolução (GeoEye-1) e amostragem destrutiva foram estimadas quantidades de biomassa por área em três alagados em recuperação na Reserva Ecológica Guapiaçú. A classificação não supervisionada se mostrou uma ferramenta acurada e eficiente no mapeamento de classes de vegetação. Os alagados estudados apresentam uma taxa de acúmulo de carbono anual estimada em 1,12 MgC.hec-1 atingindo um máximo de 5.55 MgC.hec-1 no terceiro ano. Adicionalmente, foi observada uma correlação negativa entre biomassa e profundidade. / Wetlands are important due to the substantial biodiversity they maintain and for the ecosystem services they provide. These areas when colonized by macrophytes tend to support great biodiversity and assume great value for conservation. Therefore monitoring the establishment of these important ecosystem features during the recovery of reconstructed wetlands is made necessary to evaluate the success of such projects. Here, the main objective was to estimate the amount of biomass accumulated by the macrophyte growth during the first 6 years of a wetland recovery project. From unsupervised classification generated from high resolution satellite imagery and destructive field sampling the accumulated biomass of macrophyte beds was estimated in 3 reconstructed wetlands at Reserva Ecológica Guapiaçú, Rio de Janeiro. Unsupervised classification was shown to be an effective and accurate tool for mapping vegetation classes. The studied wetlands showed an annual carbon accumulation rate of 1,12 MgC.hec-1 with apparent decrease in rate over time and with the maximum accumulated biomass of 5,55 MgC.hec-1 in the third year. A negative correlation between water depth and biomass was observed.