Comunidade zooplanctônica associada a banhado e lagoa interna no Sistema Hidrológico do Taim, costa sul do Rio Grande do Sul, Brasil

O Sistema Hidrológico do Taim, que inclui o Banhado do Taim, insere-se em uma região de áreas alagáveis contínuas caracterizadas por banhados e lagoas de água doce, em uma dinâmica de baixo relevo entre o Oceano Atlântico e a Lagoa Mirim, litoral Sul do Rio Grande do Sul. Este sistema encontra-se associado a uma vasta área de monocultura de arroz irrigado. As alterações antropogênicas ou naturais dos níveis d’água no sistema podem afetar a estrutura das comunidades planctônicas associadas às lagoas e à vegetação macrofítica. O objetivo principal do presente trabalho foi caracterizar a estrutura da comunidade zooplanctônica e verificar sua variação horizontal e temporal num eixo formado por uma área aberta (livre de vegetação) e uma área vegetada por densos estandes de macrófitas, assim como verificar a relação das características limnológicas e climatológicas com estas comunidades de forma a contribuir com elementos para a definição de regras adequadas ao uso dos recursos hídricos desta área. O estudo foi conduzido numa lagoa rasa interna ao Banhado (Lagoa Jacaré), e na porção do Banhado do Taim adjacente à Lagoa. Foi definida uma transecção Banhado-Lagoa composta por três pontos de amostragem (Banhado, Interface e Lagoa). Amostras de água foram coletadas trimestralmente, ao longo de um ano (Agosto/2002 a Junho/2003), para a análise do zooplâncton e das características ambientais. A comunidade zooplanctônica esteve representada por um total de 85 espécies, dentre as quais 39 pertencem aos cladóceros, caracterizando-o como o grupo de maior riqueza específica. O Índice de Constância demonstrou como espécies constantes no eixo Banhado-Lagoa, os rotíferos Lecane leontina e Testudinella sp., e os cladóceros Ceriodaphnia richardi e Chydorus sphaericus. Os copépodos foram o grupo de maior abundância, representada pela dominância dos náuplios e copepoditos, pois os indivíduos adultos freqüentemente ocorreram em número reduzido. Agosto (inverno) foi o período com o maior número de indivíduos, com valores de densidade bastante acentuados em relação aos demais. O Banhado apresentou a maior densidade zooplanctônica, assim como os maiores valores de riqueza e diversidade específica. Este habitat revela-se como uma zona potencial de abrigo e manutenção da fauna zooplanctônica, enfatizando a importância da conservação dos ecossistemas de banhados. As flutuações do nível d’água demonstraram a maior correlação com a variação da comunidade zooplanctônica. A ocorrência de níveis d’água elevados permitiu ampla conexão entre os habitats e grande disponibilidade de nichos, contribuindo para a manutenção de elevada densidade, riqueza e diversidade zooplanctônica nos períodos com tais condições.

Ecologia da comunidade de diatomáceas epilíticas de um sistema de rio de baixa ordem da região hidrográfica do Guaíba : subsídios ao monitoramento ambiental de ecossistemas aquáticos sul brasileiros

Os sistemas de monitoramento utilizando diatomáceas foram desenvolvidos, em sua maioria, para monitorar os efeitos da poluição orgânica e da eutrofização, adotando como parâmetros de referência a demanda biológica de oxigênio após cinco dias e a concentração de fósforo total. Entretanto, vários fatores naturais têm sido apontados como causadores de variação na composição destas comunidades em rios. Por isso, grandes mudanças estruturais não provam necessariamente a hipótese de que tenha ocorrido algum evento poluidor. Neste contexto, a partir da relação entre a estrutura da comunidade de diatomáceas epilíticas da microbacia do arroio Schmidt, RS, Brasil, mudanças na qualidade da água e alterações físicas do meio, como fluxo, sombreamento ripário, largura e profundidade, objetivou-se colher subsídios para aplicação em programas de manejo e conservação de ecossistemas aquáticos. Durante os meses de janeiro e fevereiro de 2004, foram realizadas quatro excursões científicas a seis estações, totalizando 24 amostragens, para medição das seguintes variáveis: condutividade elétrica, oxigênio dissolvido em saturação, pH, turbidez, demanda biológica de oxigênio em cinco dias (DBO5), demanda química de oxigênio (DQO), fósforo total, nitrato, sólidos totais dissolvidos, sólidos suspensos, sílica, profundidade de submersão do substrato, velocidade da correnteza, diâmetro dos seixos, largura do rio e sombreamento em função da vegetação ripária. Para as análises qualitativas e quantitativas das diatomáceas epilíticas, uma área de 25 cm2 foi raspada de cinco replicatas O material foi oxidado com dicromato de potássio, ácido sulfúrico e clorídrico para confecção de lâminas permanentes. Padrões de distribuição e abundância das espécies foram explorados através da Análise de Espécies Indicadoras e os fatores ambientais responsáveis por esta distribuição foram evidenciados pela Análise de Correspondência Canônica. Os resultados confirmaram a preferência de Cymbella e Encyonema por águas lentas e elevada luminosidade, bem como a adaptabilidade de Cocconeis ao sombreamento. Nitzschia acicularis, Surirella tenera e Planothidium rupestoides revelaram-se indicadoras de ambientes meso-eutróficos. Encyonema perpusilum destacou-se no habitat oligo/β- mesossapróbico, e Sellaphora pupula no sítio de maior concentração de eletrólitos. Pelo cruzamento das respostas das espécies à saturação de oxigênio, DBO5, DQO, condutividade, fósforo total, sólidos totais dissolvidos e turbidez, foi possível estabelecer dois grupos sinalizadores de qualidade: Achnanthes sp. 3, Cocconeis fluviatilis, Navicula angusta, Nitzschia acicularis, Tryblionella victoriae, Pinnularia cf. obscura, Planothidium rupestoides, Sellaphora pupula, Stenopterobia sp. e Surirella tenera, relacionadas com maior impacto antropogênico, e Achnanthes sp. 2, Encyonema perpusilum, Geissleria aikenensis, Luticola goeppertiana, Navicula symmetrica e Nitzschia amphibia, referindo-se a ambientes mais oxigenados, pouco mineralizados e com reduzidos teores de compostos orgânicos. Estas informações também constituem subsídios para estudos paleolimnológicos envolvendo a reconstituição de paleoambientes (e.g. maior abundância de Cymbella indicando ambientes lênticos) e a concentração de paleonutrientes (e.g. Nitzschia acicularis designando períodos de maior eutrofização).

Aplicação do método baseado em danos para análise de alternativas e tomada de decisão em assentamentos precários com complexidade ambiental : o caso da Ilha Grande dos Marinheiros, Delta do Jacuí, Porto Alegre/RS

Este trabalho pretendeu minimizar a incerteza na tomada de decisões para projetos mais sustentáveis de intervenção em assentamentos precários. Para sua realização foi utilizada a estratégia de estudo de caso, optando-se pela escolha de um único estudo, na ilha Grande dos Marinheiros, aliada ao uso do método baseado em dados (Grounded Theory), como método para organização das informações coletadas. O estudo utilizou esta metodologia de análise sistêmica, que permitiu verificar as interinfluências entre os diversos aspectos apresentados pelo sítio (aspectos ecológicos do meio ambiente, aliados ao processo antrópico de alteração do habitat). Isto resulta na definição de categorias e subcategorias e seus cruzamentos, através de um sistema de matrizes, levou a constatação da categoria central. Assim, o abastecimento de água foi considerado como o tópico que deveria ser priorizado no processo de tomada de decisões. O sistema de cruzamento sistêmico também permitiu a criação de uma linha mestra (eixo principal) a ser utilizada na definição de futuros projetos de intervenção urbanohabitacional, que mostrou as dificuldades no abastecimento de água e as conseqüências advindas de sua estruturação. Ao final do trabalho, constataram-se as seguintes contribuições: não se recomenda a estruturação do transporte viário, o uso de energia eólica, hidroelétrica ou biomassa e estruturação de redes de distribuição de água entre continente e ilhas. Por outro lado, o estudo salienta as seguintes oportunidades: o saneamento deficitário possibilita a introdução de alternativas diferenciadas, como a utilização de banheiros secos e geração de biogás. As facilidades de obtenção das águas de chuva e a possibilidade real de melhora das águas superficiais devem ser opções preferenciais no abastecimento de água e a estruturação de um sistema de transporte fluvial (coletivo e individual) entre ilhas e continente.

Co-simulação distribuída de sistemas heterogêneos

Na simulação heterogênea de um sistema eletrônico complexo, um mesmo modelo pode ser composto por partes distintas em relação às tecnologias ou linguagens utilizadas na sua descrição, níveis de abstração, ou pela combinação de partes de software e de hardware (escopo da co-simulação). No uso de modelos heterogêneos, a construção de uma ponte eficaz entre diferentes simuladores, em conjunto com a solução de problemas tais como sincronização e tradução de dados, são alguns dos principais desafios. No contexto do projeto de sistemas embarcados, a validação desses sistemas via co-simulação está sujeita a estes desafios na medida em que um mesmo modelo de representação precisa suportar a cooperação consistente entre partes de hardware e de software. Estes problemas tornam-se mais significativos quando abordados em ambientes distribuídos, o que aumenta a complexidade dos mecanismos que gerenciam os ítens necessários à correta cooperação entre partes diferentes. Contudo, embora existam abordagens e ferramentas voltadas para o tratamento de modelos heterogêneos, inclusive em ambientes distribuídos, ainda persiste uma gama de limitações causadas pela distribuição e heterogeneidade de simuladores. Por exemplo, restrições quanto à variedade de tecnologias (ou linguagens) utilizadas na descrição das partes de um modelo, flexibilidade para o reuso de partes existentes, ou em tarefas de gerenciamento de sincronização/dados/interface/distribuição. Além disso, em geral, nas soluções existentes para simulação heterogênea, alterações são necessárias sobre as partes do modelo, limitando a preservação de sua integridade. Esta é uma característica indesejável, por exemplo, no reuso de componentes IP (Intellectual Property) Neste contexto, esta tese apresenta o DCB (Distributed Co-simulation Backbone), cujo propósito geral é o suporte à execução distribuída dos modelos heterogêneos. Para isso, são observados de modo integrado quatro fatores básicos: a distribuição física; a independência dos componentes (partes); o encapsulamento das estratégias de gerenciamento de tempo, de dados e de comunicação; e a sincronização híbrida. Em geral, as soluções existentes valorizam um fator em detrimento dos demais, dependendo dos propósitos envolvidos e sua variação em relação ao grau de especificidade (soluções proprietárias ou restritas a um escopo de aplicações). O Tangram, também discutido nesta tese em termos de requisitos, é uma proposta de ambiente para projeto de modelos heterogêneos distribuídos. No contexto da especificação do DCB, esta proposta tem como objetivo geral agregar num mesmo ambiente funcionalidades de apoio para a busca e catalogação de componentes, seguidas do suporte à construção e à execução distribuída de modelos heterogêneos via DCB. À luz dos princípios de generalidade e flexibilidade da arquitetura do DCB, o Tangram visa permitir que o projetista reduza seu envolvimento com detalhes relacionados ao provimento de condições necessárias à cooperação entre componentes heterogêneos. No escopo desta tese, ênfase foi dada à co-simulação de sistemas embarcados, ênfase esta observada também na construção do protótipo do Tangram/DCB, e nos estudos de caso. Contudo, a estrutura do DCB é apropriada para qualquer domínio onde a simulação possa ser utilizada como instrumento de validação, entre outros propósitos.

Modelos de simulação espacial de efeitos de pastejo em vegetação campestre

O principal objetivo da tese foi desenvolver um modelo matemático computacional espacialmente explícito, de autômatos celulares (CA), capaz de simular a dinâmica de vegetação campestre sob pastejo, descrita por tipos funcionais de plantas (PFTs), ao invés de espécies. Com dados obtidos a campo, utilizou-se um método recursivo de identificação politética de PFTs a partir de atributos morfológicos das plantas, de forma a expressar máxima correlação com diversidade de espécies. A alternância entre condições experimentais de exposição e exclusão de pastejo permitiu produzir variação em padrões espaciais e temporais da composição da vegetação descrita por esses PFTs. A seguir buscou-se modelar a dinâmica da vegetação. Assumiu-se que a dinâmica da vegetação, embora complexa, pudesse ser simulada a partir de mecanismos relativamente simples incorporados a um modelo CA formado por uma grade de células (comunidades). Cada célula tem uma dada composição de PFTs a qual se altera a cada passo no tempo conforme a composição da própria célula e da vizinhança e matrizes de transição determinadas empiricamente com os dados experimentais. A dinâmica simulada da composição de comunidades excluídas do pastejo mostrou determinismo no sentido de um PFT único, característico daquelas comunidades. A mesma tendência não foi observada nas simulações de comunidades sempre pastejadas. Os resultados indicam uma razoável concordância entre a dinâmica simulada e real, para as comunidades excluídas; e uma discordância para as comunidades sempre pastejadas. Sugere-se que diferenças no arranjo espacial inicial das comunidades motivam falhas do modelo sob pastejo. O Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), na França, vem desenvolvendo um modelo simulador multi-agente espacializado como objetivo de representar realisticamente o manejo da vegetação campestre natural sob diferentes regimes de pastejo. Ele foi concebido como uma ferramenta de pesquisa para explorar o comportamento animal em pastagens heterogêneas Nesse modelo implícito e determinístico, uma definição funcional de três diferentes comunidades vegetais foi introduzida objetivando simular a dinâmica de pastagens multi-espécies. Isto foi feito pela intercambio de parâmetros do modelo com atributos funcionais da comunidade. Do ponto vista conceptual o modelo apresentou boa resposta e parece adequado para simular a dinâmica de uma vegetação campestre por atributos funcionais. O modelo apresentou um bom ajuste aos dados experimentais para alto nível de utilização, mas não tão bom para médio e baixo nível de pastejo, ou seja, comunidades vegetais mais heterogêneas. Reforça-se a idéia de que mais modelos que levem em conta a estrutura horizontal da vegetação são necessários.

Dinâmica da vegetação no Banhado do Taim, RS

Este estudo analisou a dinâmica espacial e temporal dos padrões das macrófitas aquáticas no Banhado do Taim - RS, por meio de imagens Landsat MSS, Landsat TM e Cbers CCD, no período compreendido entre 1973 e 2005. Foi analisada a influência da variação da estrutura de fundo do banhado e dos diferentes extratos que a compõem, para caracterizar a distribuição dos padrões espaciais e temporais das macrófitas aquáticas. Esta abordagem buscou avaliar o quanto a estrutura de fundo pode desempenhar um papel mais importante do que lhe vem sendo atribuído na definição destes padrões. Este questionamento se deu, devido à existência de uma recorrência do padrão de distribuição das macrófitas no banhado, que pode ser observado na série temporal de imagens de satélite e produtos derivados. Foram abordadas duas escalas espaciais de análise. Na primeira escala são analisados os padrões de superfícies de lâmina de água aparente, de distribuição das classes de macrófitas aquáticas, da variação de Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI) e da variação textural para a superfície do Banhado do Taim como um todo. Nessa escala o limite da área do Banhado do Taim, nas imagens de satélite e produtos derivados, tem uma superfície total de 17882hectares que representam 53% dos 33815hectares da área total da Unidade de Conservação Federal Estação Ecológica do Taim. A segunda escala de análise corresponde a denominada janela do DNOS. Nessa escala, foram analisados os padrões espaciais e temporais considerando como agente principal na definição dos padrões de distribuição das macrófitas aquáticas no Banhado do Taim, a variação da estrutura de fundo Esta abordagem é inicialmente restrita a esta área, tendo em vista as informações disponíveis. Nesta escala o limite utilizado para delimitar a área nas imagens de satélite e produtos derivados, tem uma superfície total de 2700hectares que representam 15% dos 17882hectares da área total do Banhado do Taim. As relações estabelecidas para a área de maior detalhe foram então ampliadas para a área definida pela primeira escala, quando então, foram espacializadas estas relações para a superfície do Banhado do Taim como um todo. Esta abordagem permitiu concluir que a espécie de macrófita predominante no Banhado do Taim, em termos de área total, é a espécie Z.bonariensis, e que existe uma recorrência da estrutura básica dos padrões de distribuição das macrófitas. Este padrão, se mantém, mesmo depois dos pulsos de inundação ou de prolongados períodos de águas baixas, e está vinculado às estruturas de fundo no Banhado do Taim.

Araneofauna (Arachnida; Araneae) relacionada à cultura do arroz (Oryza sativa L.) e áreas adjacentes ao agroecossistema no município de Cachoeirinha, RS, Brasil

Com a intenção de conhecer a identidade e a diversidade da araneofauna relacionada com a cultura do arroz e as áreas entorno da lavoura, foi realizado um inventário, na Estação Experimental do Arroz (EEA), do Instituto Rio Grandense do Arroz (IRGA), Cachoeirinha, RS (50o58’21’’W; 29o55’30’’S), procurando contribuir com o conhecimento deste agroecossistema. Procurou-se avaliar a riqueza de espécies, abundância e similaridade da fauna de aranhas entre as formações e períodos escolhidos para a amostragem. Foram realizadas saídas de 20/10/2004 a 6/6/2005; o local de estudo (EEA) foi dividido em três áreas; a primeira um campo, que durante muitos anos foi utilizado para o cultivo do arroz, mas atualmente está “desativado” (em pousio), a segunda área a lavoura de arroz, subdividida em duas subáreas (arroz 1 e 2), e por fim, a terceira área na borda de um fragmento de mata próximo ao campo. Em cada área foram efetuadas coletas em transectos, dois em cada área, totalizando oito a cada coleta. Nos transectos foram realizadas coletas matinais utilizando a metodologia de rede de varredura (35 cm de diâmetro), para amostrar a araneofauna da vegetação herbácea e subarbustiva, tanto na cultura do arroz, no campo e na borda da mata. Em cada transecto foram efetuados 50 golpes com a rede em movimentos de avanço pendulares. Três períodos foram avaliados: antes do arroz ser semeado, durante o desenvolvimento do arroz e após a colheita. Foram coletadas um total de 2717 aranhas, incluindo jovens e adultos. A partir do exame de todas as amostragens realizadas, houve uma maior abundância de aranhas no campo, diferindo significativamente das outras áreas. A comunidade de aranhas das áreas estudadas constitui-se de 85 morfoespécies, pertencentes a 15 famílias, predominando, no geral, Oxyopidae, Araneidae e Tetragnathidae; no campo e borda ocorreu predomínio de Oxyopidae e no arroz (1 e 2) foi Araneidae. O grupo funcional com maior abundância de aranhas, que prevaleceu em todas as áreas, foi das caçadoras emboscadoras, seguido das construtoras de teias orbiculares. Entre as morfoespécies as mais abundantes foram: Oxyopes salticus Hentz, 1845, Alpaida veniliae (Keyserling, 1865) e Misumenops pallidus (Keyserling, 1880). A família que registrou o maior número de morfoespécies foi Linyphiidae. A única morfoespécie registrada em todos os períodos amostrais foi Oxyopes salticus, sendo a mais abundante no campo e borda; no arroz foi Alpaida veniliae. A maioria das morfoespécies foram raras, ocorrendo em somente uma ou duas coletas. Dos estimadores de riqueza de espécies o que mais se aproximou da riqueza observada foi Bootstrap nas áreas de campo (estimando 30,55 espécies; 85,1% das espécies amostradas), arroz 1 (31,41; 82,8%) e borda (79,02; 78,5%); no arroz 2 foi Chao 1 (39; 82,1%). Abundância e riqueza foram significativamente diferentes entre as áreas e os períodos. Ocorreu predomínio expressivo de aranhas jovens (imaturas). Entre as aranhas adultas, não existiu diferença significativa nos tamanhos médios entre as espécies das diferentes áreas. Dos fatores abióticos, somente a temperatura teve relação com a maior abundância na borda. Houve diferença significativa para a similaridade entre as áreas e os períodos. São apresentados aspectos da fenologia das morfoespécies mais abundantes registradas nesta pesquisa e outros resultados encontrados sugerem a importância de estudos da biodiversidade nos agroecossistemas.