Comportamento de forrageamento de Xiphorhynchus fuscus (Aves: Dendrocolaptidae): uma comparação entre áreas de Mata Atlântica de ilha e continente

Mudanças de nicho entre ilhas e continente, ou entre diferentes ilhas, incluem expansões de habitat e faixas mais amplas de estratos verticais de forrageamento. Organismos estão geralmente aptos a explorar apenas uma porção dos recursos que se encontra disponível no ambiente. A maneira como partilham esses recursos, além de definir seu nicho ecológico, pode indicar como as interações entre as espécies influenciam na estrutura da comunidade. Estas espécies, por sua vez, encontram-se associadas por suas relações de alimentação. Entre aves, diferentes espécies se associam para explorar recursos alimentares em agregações como a de espécies que seguem correição de formigas ou em bandos mistos. A associação de aves a bandos mistos tem sido relacionada à diminuição da predação e aumento da eficiência do forrageamento. Nesse tipo de associação, as espécies são categorizadas de acordo com a sua frequência e importância, e podem contribuir com a formação, coesão e manutenção do bando. O presente estudo teve como objetivo comparar o comportamento de forrageamento de Xiphorhynchus fuscus entre áreas de Mata Atlântica de ilha e continente a fim de investigar se existem diferenças em decorrência do isolamento. Foram realizadas transecções e observado o comportamento de forrageamento da espécie entre áreas de ilha e continente adjacente. Os resultados mostram uma diferença nos uso dos estratos verticais entre ilha e continente e entre indivíduos forrageando solitários e em bandos mistos de aves. A maior amplitude dos estratos verticais na ilha e a restrição deles no continente pela espécie, ao forragear solitariamente, indicam um provável efeito relacionado à competição. As diferenças entre o uso dos estratos verticais entre ilha e continente indicam a influência da composição das espécies em bandos mistos no estrato vertical utilizado por X. fuscus quando associado a estes. A menor adesão de X. fuscus a bandos mistos em ilha indica que a ausência de espécies de aves consideradas responsáveis pela associação das espécies e sua manutenção em bandos mistos seja responsável pela diferença encontrada em relação ao continente. Portanto, a diferença entre o número de espécies entre ilha e continente (com menor número na ilha) parece ser preponderante na utilização dos estratos verticais de forrageamento por X. fuscus estando ele associado a bandos mistos ou não

Aranhas (Arachnida, Araneae) sobre bromélias em um remanescente de Mata Atlântica no estado do Espírito Santo: associações específicas, arquitetura das bromélias e estrutura de comunidades

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estudo comparativo das espécies de Saimiri voigt, 1831 (Primates, Cebidae) na reserva Mamirauá, Amazonas

Uma das dez espécies de primatas presentes na Reserva Mamirauá (RDSM), Saimiri vanzolinii, possui alguns limites de sua distribuição ainda indefinidos. Considera-se sua área de distribuição como uma das menores dentre os primatas neotropicais, com cerca de 950 Km². Duas outras formas presentes do gênero Saimiri ainda não têm a sua taxonomia esclarecida. O objetivo principal deste estudo foi determinar características ecológicas e comportamentais que possam atuar como mecanismos de isolamento reprodutivo entre as formas de Saimiri na área da RDSM. Foram amostradas diversas áreas na RDSM, próximas às margens de rios e canais, coincidindo com as bordas da distribuição de S. vanzolinii. Ao longo do trajeto foram marcadas coordenadas geográficas no GPS. Em todos os pontos com presença de unidades sociais de Saimiri foram identificados a localidade, a forma de Saimiri, o número de indivíduos, hábitat, marca d’água e primatas associados. As vocalizações do tipo “cackle” foram gravadas oportunamente. Foram percorridos 218 Km, registrando-se 328 unidades sociais do gênero: 41% de Saimiri vanzolinii, 30% de Saimiri sp.1 e 29% de Saimiri sp.2. Um dos animais. Áreas de simpatria e sintopia também foram localizadas. Saimiri vanzolinii ocupa uma área com 106 Km² a menos do que o conhecido, abrangendo apenas 870 Km², o que confirma a menor área de distribuição de um primata neotropical. Dentre os resultados mais relevantes que podem determinar o isolamento reprodutivo entre as social, uso do estrato vertical e freqüências máximas da vocalização “cackle”. Saimiri tamanho médio de unidade social de Saimiri sp.2, na estação da seca, foi menor que para as outras formas. Quanto ao uso do estrato vertical, Saimiri vanzolinii ocupou níveis mais baixos, na estação da seca, do que Saimiri sp.1. Todas as formas ocuparam estratos mais baixos na estação da cheia. As freqüências máximas da vocalização “cackle” apresentaram diferenças entre as três formas, sendo Saimiri vanzolinii vertical e freqüências máximas da vocalização “cackle”. As áreas onde estão distribuídas as formas de Saimiri na área focal da RDSM provavelmente apresentam diferenças paleogeográficas entre si, de modo que oferecem recursos distintos para cada táxon. Estudos de campo envolvendo aspectos vegetacionais, de geoprocessamento e de ecologia alimentar devem ser realizados naquela área para que se compreenda que tipos de diferenças podem estar atuando na distribuição de Saimiri e de outros primatas.

Horizontal and vertical tree community structure in a lowland atlantic rain forest, southeastern Brazil

A estrutura horizontal e vertical do componente arbóreo foi investigada em um trecho de Floresta Atlântica baixo-montana através de um levantamento fitossociológico em dois blocos amostrais de 0,99 ha cada no Parque Estadual Intervales. Todos os indivíduos com DAP > 5 cm foram registrados. Foram amostrados 3.078 indivíduos distribuídos em 172 espécies. O índice de diversidade de Shannon foi de H' = 3,85 nat.ind.-1. A família Myrtaceae se destacou tanto em número de espécies (38) quanto em número de indivíduos (745) no levantamento. Euterpe edulis Mart. teve o maior valor de importância (33,98%), abrangendo 21,8% do total de indivíduos registrados. O índice de similaridade quantitativo foi maior do que o qualitativo, mostrando pouca variação estrutural entre os blocos amostrais, mas a grande quantidade de espécies pouco abundantes, resultou em pronunciadas diferenças florísticas entre eles. Uma análise de correspondência retificada (DCA) gerou três estratos verticais arbitrários. O estrato A (> 26 m) teve a menor densidade e foi bem representado pelas espécies Sloanea guianensis (Aubl.) Benth. e Virola bicuhyba (Schott. ex A.DC.) Warb. O estrato B (8 m < h < 26 m) mostrou a maior riqueza e diversidade florística, e o estrato C (< 8 m) a maior densidade. Euterpe edulis, Guapira opposita (Vell.) Reitz, Garcinia gardneriana (Planch. & Triana) Zappi e Eugenia mosenii (Kausel) Sobral foram bem representadas nos estratos B e C da floresta. A existência de estratos verticais em florestas tropicais é discutida, recomendando-se o uso da DCA para estudos da estratificação vertical em outras florestas tropicais.

Distribuição vertical dos sistemas de polinização bióticos em áreas de cerrado sentido restrito no Triângulo Mineiro, MG, Brasil

Alguns fatores podem influenciar a distribuição dos recursos florais e sistemas de polinização bióticos nos ecossistemas, como por exemplo, o clima, a altitude, a região geográfica, fragmentação de áreas naturais e as diferenças na composição florística na estratificação vertical. Este estudo teve por objetivo avaliar a distribuição dos sistemas de polinização bióticos na estratificação vertical em fragmentos de cerrado sentido restrito no Triângulo Mineiro. Não houve diferença significativa (χ²0,05,9 =14,17; p = 0,12) na riqueza florística geral entre os fragmentos, nem quando comparada em separado para cada estrato (arbóreo, arbustivo, herbáceo e liana), estando o estrato arbustivo mais bem representado. Da mesma forma, não houve diferenças significativas entre fragmentos quanto aos sistemas de polinização (χ²0,05,21 =13,80; p = 0,8778), sendo a polinização por abelhas mais comum, correspondendo ao menos 85% das espécies de plantas em cada fragmento. Em termos relativos, as plantas polinizadas por abelhas foram dominantes em todos os estratos, chegando a 100% das lianas e herbáceas em alguns fragmentos. Neste estudo, com base na composição florística e distribuição dos sistemas de polinização na estratificação vertical, podemos caracterizar um mosaico vertical no cerrado sentido restrito, que tem implicações na sustentabilidade das comunidades no cerrado, assim como os mosaicos horizontais de fitofisionomias.

A numerical method to quantify the axial shortening of vertical elements in concrete buildings

Differential axial shortening, distortion and deformation in high rise buildings is a serious concern. They are caused by three time dependent modes of volume change; “shrinkage”, “creep” and “elastic shortening” that takes place in every concrete element during and after construction. Vertical concrete components in a high rise building are sized and designed based on their strength demand to carry gravity and lateral loads. Therefore, columns and walls are sized, shaped and reinforced differently with varying concrete grades and volume to surface area ratios. These structural components may be subjected to the detrimental effects of differential axial shortening that escalates with increasing the height of buildings. This can have an adverse impact on other structural and non-structural elements. Limited procedures are available to quantify axial shortening, and the results obtained from them differ because each procedure is based on various assumptions and limited to few parameters. All these prompt to a need to develop an accurate numerical procedure to quantify the axial shortening of concrete buildings taking into account the important time varying functions of (i) construction sequence (ii) Young’s Modulus and (iii) creep and shrinkage models associated with reinforced concrete. General assumptions are refined to minimize variability of creep and shrinkage parameters to improve accuracy of the results. Finite element techniques are used in the procedure that employs time history analysis along with compression only elements to simulate staged construction behaviour. This paper presents such a procedure and illustrates it through an example. Keywords: Differential Axial Shortening, Concrete Buildings, Creep and Shrinkage, Construction Sequence, Finite Element Method.

Application of a continuum theory to vertical vibrations of a layer of granular material

Many interesting phenomena have been observed in layers of granular materials subjected to vertical oscillations; these include the formation of a variety of standing wave patterns, and the occurrence of isolated features called oscillons, which alternately form conical heaps and craters oscillating at one-half of the forcing frequency. No continuum-based explanation of these phenomena has previously been proposed. We apply a continuum theory, termed the double-shearing theory, which has had success in analyzing various problems in the flow of granular materials, to the problem of a layer of granular material on a vertically vibrating rigid base undergoing vertical oscillations in plane strain. There exists a trivial solution in which the layer moves as a rigid body. By investigating linear perturbations of this solution, we find that at certain amplitudes and frequencies this trivial solution can bifurcate. The time dependence of the perturbed solution is governed by Mathieu’s equation, which allows stable, unstable and periodic solutions, and the observed period-doubling behaviour. Several solutions for the spatial velocity distribution are obtained; these include one in which the surface undergoes vertical velocities that have sinusoidal dependence on the horizontal space dimension, which corresponds to the formation of striped standing waves, and is one of the observed patterns. An alternative continuum theory of granular material mechanics, in which the principal axes of stress and rate-of-deformation are coincident, is shown to be incapable of giving rise to similar instabilities.

Investigation of MEMS inertial sensors and aircraft dynamic models in global positioning system integrity monitoring for approaches with vertical guidance

An Approach with Vertical Guidance (APV) is an instrument approach procedure which provides horizontal and vertical guidance to a pilot on approach to landing in reduced visibility conditions. APV approaches can greatly reduce the safety risk to general aviation by improving the pilot’s situational awareness. In particular the incidence of Controlled Flight Into Terrain (CFIT) which has occurred in a number of fatal air crashes in general aviation over the past decade in Australia, can be reduced. APV approaches can also improve general aviation operations. If implemented at Australian airports, APV approach procedures are expected to bring a cost saving of millions of dollars to the economy due to fewer missed approaches, diversions and an increased safety benefit. The provision of accurate horizontal and vertical guidance is achievable using the Global Positioning System (GPS). Because aviation is a safety of life application, an aviation-certified GPS receiver must have integrity monitoring or augmentation to ensure that its navigation solution can be trusted. However, the difficulty with the current GPS satellite constellation alone meeting APV integrity requirements, the susceptibility of GPS to jamming or interference and the potential shortcomings of proposed augmentation solutions for Australia such as the Ground-based Regional Augmentation System (GRAS) justifies the investigation of Aircraft Based Augmentation Systems (ABAS) as an alternative integrity solution for general aviation. ABAS augments GPS with other sensors at the aircraft to help it meet the integrity requirements. Typical ABAS designs assume high quality inertial sensors to provide an accurate reference trajectory for Kalman filters. Unfortunately high-quality inertial sensors are too expensive for general aviation. In contrast to these approaches the purpose of this research is to investigate fusing GPS with lower-cost Micro-Electro-Mechanical System (MEMS) Inertial Measurement Units (IMU) and a mathematical model of aircraft dynamics, referred to as an Aircraft Dynamic Model (ADM) in this thesis. Using a model of aircraft dynamics in navigation systems has been studied before in the available literature and shown to be useful particularly for aiding inertial coasting or attitude determination. In contrast to these applications, this thesis investigates its use in ABAS. This thesis presents an ABAS architecture concept which makes use of a MEMS IMU and ADM, named the General Aviation GPS Integrity System (GAGIS) for convenience. GAGIS includes a GPS, MEMS IMU, ADM, a bank of Extended Kalman Filters (EKF) and uses the Normalized Solution Separation (NSS) method for fault detection. The GPS, IMU and ADM information is fused together in a tightly-coupled configuration, with frequent GPS updates applied to correct the IMU and ADM. The use of both IMU and ADM allows for a number of different possible configurations. Three are investigated in this thesis; a GPS-IMU EKF, a GPS-ADM EKF and a GPS-IMU-ADM EKF. The integrity monitoring performance of the GPS-IMU EKF, GPS-ADM EKF and GPS-IMU-ADM EKF architectures are compared against each other and against a stand-alone GPS architecture in a series of computer simulation tests of an APV approach. Typical GPS, IMU, ADM and environmental errors are simulated. The simulation results show the GPS integrity monitoring performance achievable by augmenting GPS with an ADM and low-cost IMU for a general aviation aircraft on an APV approach. A contribution to research is made in determining whether a low-cost IMU or ADM can provide improved integrity monitoring performance over stand-alone GPS. It is found that a reduction of approximately 50% in protection levels is possible using the GPS-IMU EKF or GPS-ADM EKF as well as faster detection of a slowly growing ramp fault on a GPS pseudorange measurement. A second contribution is made in determining how augmenting GPS with an ADM compares to using a low-cost IMU. By comparing the results for the GPS-ADM EKF against the GPS-IMU EKF it is found that protection levels for the GPS-ADM EKF were only approximately 2% higher. This indicates that the GPS-ADM EKF may potentially replace the GPS-IMU EKF for integrity monitoring should the IMU ever fail. In this way the ADM may contribute to the navigation system robustness and redundancy. To investigate this further, a third contribution is made in determining whether or not the ADM can function as an IMU replacement to improve navigation system redundancy by investigating the case of three IMU accelerometers failing. It is found that the failed IMU measurements may be supplemented by the ADM and adequate integrity monitoring performance achieved. Besides treating the IMU and ADM separately as in the GPS-IMU EKF and GPS-ADM EKF, a fourth contribution is made in investigating the possibility of fusing the IMU and ADM information together to achieve greater performance than either alone. This is investigated using the GPS-IMU-ADM EKF. It is found that the GPS-IMU-ADM EKF can achieve protection levels approximately 3% lower in the horizontal and 6% lower in the vertical than a GPS-IMU EKF. However this small improvement may not justify the complexity of fusing the IMU with an ADM in practical systems. Affordable ABAS in general aviation may enhance existing GPS-only fault detection solutions or help overcome any outages in augmentation systems such as the Ground-based Regional Augmentation System (GRAS). Countries such as Australia which currently do not have an augmentation solution for general aviation could especially benefit from the economic savings and safety benefits of satellite navigation-based APV approaches.