Disturbances, elevation, topography and spatial proximity drive vegetation patterns along an altitudinal gradient of a top biodiversity hotspot

The correlation between vegetation patterns (species distribution and richness) and altitudinal variation has been widely reported for tropical forests, thereby providing theoretical basis for biodiversity conservation. However, this relationship may have been oversimplified, as many other factors may influence vegetation patterns, such as disturbances, topography and geographic distance. Considering these other factors, our primary question was: is there a vegetation pattern associated with substantial altitudinal variation (10-1,093 m a.s.l.) in the Atlantic Rainforest-a top hotspot for biodiversity conservation-and, if so, what are the main factors driving this pattern? We addressed this question by sampling 11 1-ha plots, applying multivariate methods, correlations and variance partitioning. The Restinga (forest on sandbanks along the coastal plains of Brazil) and a lowland area that was selectively logged 40 years ago were floristically isolated from the other plots. The maximum species richness (>200 spp. per hectare) occurred at approximately 350 m a.s.l. (submontane forest). Gaps, multiple stemmed trees, average elevation and the standard deviation of the slope significantly affected the vegetation pattern. Spatial proximity also influenced the vegetation pattern as a structuring environmental variable or via dispersal constraints. Our results clarify, for the first time, the key variables that drive species distribution and richness across a large altitudinal range within the Atlantic Rainforest. © 2013 Springer Science+Business Media Dordrecht.

Air-particle abrasion on zirconia ceramic using different protocols: Effects on biaxial flexural strength after cyclic loading, phase transformation and surface topography

This study evaluated the effect of different air-particle abrasion protocols on the biaxial flexural strength and structural stability of zirconia ceramics. Zirconia ceramic specimens (ISO 6872) (Lava, 3M ESPE) were obtained (N=336). The specimens (N=118, n=20 per group) were randomly assigned to one of the air-abrasion protocols: Gr1: Control (as-sintered); Gr2: 50 μm Al2O3 (2.5 bar); Gr3: 50 μm Al2O3 (3.5 bar); Gr4: 110 μm Al2O3(2.5 bar); Gr5: 110 μm Al2O3 (3.5 bar); Gr6: 30 μm SiO2 (2.5 bar) (CoJet); Gr7: 30 μm SiO2(3.5 bar); Gr8: 110 μm SiO2 (2.5 bar) (Rocatec Plus); and Gr9: 110 μm SiO2 (3.5 bar) (duration: 20 s, distance: 10 mm). While half of the specimens were tested immediately, the other half was subjected to cyclic loading in water (100,000 cycles; 50 N, 4 Hz, 37 °°C) prior to biaxial flexural strength test (ISO 6872). Phase transformation (t→m), relative amount of transformed monoclinic zirconia (FM), transformed zone depth (TZD) and surface roughness were measured. Particle type (p=0.2746), pressure (p=0.5084) and cyclic loading (p=0.1610) did not influence the flexural strength. Except for the air-abraded group with 110 μm Al2O3 at 3.5 bar, all air-abrasion protocols increased the biaxial flexural strength (MPa) (Controlnon-aged: 1030±153, Controlaged: 1138±138; Experimentalnon-aged: 1307±184-1554±124; Experimentalaged: 1308±118-1451±135) in both non-aged and aged conditions, respectively. Surface roughness (Ra) was the highest with 110 μm Al2O3(0.84 μm. FM values ranged from 0% to 27.21%, higher value for the Rocatec Plus (110 μm SiO2) and 110 μm Al2O3 groups at 3.5 bar pressure. TZD ranged between 0 and 1.43 μm, with the highest values for Rocatec Plus and 110 μm Al2O3 groups at 3.5 bar pressure. © 2013 Elsevier Ltd.

Effect of bleaching agents and soft drink on titanium surface topography

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

Influence of air-particle deposition protocols on the surface topography and adhesion of resin cement to zirconia

Objectives: This study evaluated the influence of air-particle abrasion protocols on the surface roughness (SR) of zirconia and the shear bond strength (SBS) of dual-polymerized resin cement to this ceramic. Materials and methods. Sintered zirconia blocks (n = 115) (Lava, 3M ESPE) were embedded in acrylic resin and polished. The specimens were divided according to the 'particle type' (Al: 110 mu m Al2O3; Si: 110 mu m SiO2) and 'pressure' factors (2.5 or 3.5 bar) (n = 3 per group): (a) Control (no air-abrasion); (b) Al2.5; (c) Si2.5; (d) Al3.5; (e) Si3.5. SR (Ra) was measured 3-times from each specimen after 20 s of air-abrasion (distance: 10 mm) using a digital optical profilometer. Surface topography was evaluated under SEM analyses. For the SBS test, 'particle type', 'pressure' and 'thermocycling' (TC) factors were considered (n = 10; n = 10 per group): Control (no air-abrasion); Al2.5; Si2.5; Al3.5; Si3.5; Control(TC); Al2.5(TC); Si2.5(TC); Al3.5(TC); Si3.5(TC). After silane application, resin cement (Panavia F2.0) was bonded and polymerized. Specimens were thermocycled (6.000 cycles, 5-55 degrees C) and subjected to SBS (1 mm/min). Data were analyzed using ANOVA, Tukey's and Dunnett tests (5%). Results. 'Particle' (p = 0.0001) and 'pressure' (p = 0.0001) factors significantly affected the SR. All protocols significantly increased the SR (Al2.5: 0.45 +/- 0.02; Si2.5: 0.39 +/- 0.01; Al3.5: 0.80 +/- 0.01; Si3.5: 0.64 +/- 0.01 mu m) compared to the control group (0.16 +/- 0.01 mu m). For SBS, only 'particle' factor significantly affected the results (p = 0.015). The SiO2 groups presented significantly higher SBS results than Al2O3 (Al2.5: 4.78 +/- 1.86; Si2.5: 7.17 +/- 2.62; Al3.5: 4.97 +/- 3.74; Si3.5: 9.14 +/- 4.09 MPa) and the control group (3.67 +/- 3.0 MPa). All TC specimens presented spontaneous debondings. SEM analysis showed that Al2O3 created damage in zirconia in the form of grooves, different from those observed with SiO2 groups. Conclusions. Air-abrasion with 110 mu m Al2O3 resulted in higher roughness, but air-abrasion protocols with SiO2 promoted better adhesion.

Corrosion kinetics and topography analysis of Ti-6Al-4V alloy subjected to different mouthwash solutions

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

Topography of the blood vessels in the hilum of the kidney of Myrmecophaga tridactyla

The study was undertaken in 10 formol-imbibed kidneys of great anteater (Myrmecophaga tridactyla). After the dissection the following characteristics were showed: kidney blood vessels are distributed in 2 different sites, namely hilar and extrahilar, amounting 3 to 6 in the right side 3 to 7 in the left side. Arterial branches in extrahilar region range from 1 to 2 in both sides and in hilar region they present from 1 to 4 in the right and 1 to 2 in the left. Venous roots occur in 1 to 2 vessels in the right and 1 to 3 vessels in the left, occupying only the hilar region, except one case where it was present in the right side.

Estimating abundance and spatial distribution patterns of the bubble crab Dotilla fenestrata (Crustacea : Brachyura)

The bubble crab Dotilla fenestrata forms very dense populations on the sand flats of the eastern coast of Inhaca Island, Mozambique, making it an interesting biological model to examine spatial distribution patterns and test the relative efficiency of common sampling methods. Due to its apparent ecological importance within the sandy intertidal community, understanding the factors ruling the dynamics of Dotilla populations is also a key issue. In this study, different techniques of estimating crab density are described, and the trends of spatial distribution of the different population categories are shown. The studied populations are arranged in discrete patches located at the well-drained crests of nearly parallel mega sand ripples. For a given sample size, there was an obvious gain in precision by using a stratified random sampling technique, considering discrete patches as strata, compared to the simple random design. Density average and variance differed considerably among patches since juveniles and ovigerous females were found clumped, with higher densities at the lower and upper shore levels, respectively. Burrow counting was found to be an adequate method for large-scale sampling, although consistently underestimating actual crab density by nearly half. Regression analyses suggested that crabs smaller than 2.9 mm carapace width tend to be undetected in visual burrow counts. A visual survey of sampling plots over several patches of a large Dotilla population showed that crab density varied in an interesting oscillating pattern, apparently following the topography of the sand flat. Patches extending to the lower shore contained higher densities than those mostly covering the higher shore. Within-patch density variability also pointed to the same trend, but the density increment towards the lowest shore level varied greatly among the patches compared.

Soil texture spatial variability of different parent material in pereira barreto, São Paulo state

The variation of soil textural characteristics is a function of the relief and parent materials. The objective of this work was to study soil texture spatial variability from different parent material in Pereira Barreto, SP. An area of 530.67 hectares was mapped through the use of Global Positioning System receivers and obtaining of Digital Elevation Models. A set of 201 soil samples was collected from every seven hectares, at three depths: 0 - 0.25 m; 0.25 - 0.50 m; and 0.80 - 1.00 m. The amounts of sand, silt and clay were obtained by the pipette method and analyzed by both descriptive statistics and geostatistics. Soil textures varied as a function of parent materials and topography.

Variabilidade espacial de atributos químicos de um argissolo para aplicação de insumos à taxa variável em diferentes formas de relevo

A agricultura de precisão implica análise da variabilidade espacial de fatores de produção e a aplicação de insumos de forma localizada. Várias são as causas que condicionam a variabilidade espacial dos solos, sendo o relevo um dos fatores mais importantes. O presente estudo teve por objetivo analisar a variabilidade espacial dos atributos químicos do solo e a elaboração de mapas de necessidade de aplicação de insumos de forma localizada, em áreas com diferentes formas de relevo. Duas parcelas de 1 ha cada foram delimitadas em áreas com topografia côncava e convexa. Foram retiradas, em cada área, 242 amostras de solos em 121 pontos, nas profundidades de solo de 0,00-0,20 m e 0,20-0,40 m. Os resultados de análise química foram submetidos às análises da estatística descritiva, geoestatística e interpolação por krigagem. A área convexa apresentou maior variabilidade espacial do solo em relação a área côncava. A adoção da agricultura de precisão possibilitou economia de aproximadamente 25 kg ha-1 de P2O5 na área côncava.

Spatial variability of soil CO2 emission in different topographic positions

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

Degradação ambiental da bacia hidrográfica do rio Uberaba: uma abordagem metodológica

O presente estudo trata da avaliação da degradação ambiental da bacia do Rio Uberaba, situada no triângulo mineiro, com área de 241.904,30 ha, abrangendo os municípios de Uberaba, Veríssimo, Conceição das Alagoas e pequena porção de Planura. Neste estudo, foi produzido o mapa de degradação ambiental contendo quatro níveis: baixo, moderado, acentuado e severo. Os parâmetros utilizados nesta avaliação foram: vegetação, topografia, solo/geologia, potencial natural de erosão, mecanização, área agrícola, densidade populacional, pecuarização e área de conflito, aos quais foram atribuídos pesos. Para o nível de degradação “baixo”, foram definidos valores ≤ 13 pontos. Para o nível “moderado”, valores situados no intervalo de 14 a 16. Entre 17 e 19 pontos para o nível “acentuado”, e o nível “severo” com valores ≥ 20 pontos. Este estudo consolida as consequências do uso inadequado das terras, não respeitando a sua aptidão natural. As áreas com nível moderado de degradação representam 47%, áreas de nível acentuado (48%), e severo (4%) representam 52%, o que revela indício muito forte no avanço da destruição dos recursos naturais. As áreas classificadas com nível baixo representam apenas 1%, bastante inexpressiva, destacando o descaso na preservação dos recursos naturais.

Rotina computacional e equação simplificada para modelar o transporte de sedimentos num Latossolo Vermelho Distrófico

Os objetivos do presente trabalho foram desenvolver rotina computacional para a solução da equação de Yalin e do diagrama de Shields e avaliar uma equação simplificada para modelar a capacidade de transporte de sedimento num Latossolo Vermelho Distrófico que possa ser utilizada no Water Erosion Prediction Project - WEPP, assim como em outros modelos de predição da erosão do solo. A capacidade de transporte de sedimento para o fluxo superficial foi representada como função-potência da tensão cisalhante, a qual revelou ser aproximação da equação de Yalin. Essa equação simplificada pôde ser aplicada em resultados experimentais oriundos de topografia complexa. A equação simplificada demonstrou acuracidade em relação à equação de Yalin, quando calibrada utilizando-se da tensão média cisalhante. Testes de validação com dados independentes demonstraram que a equação simplificada foi eficiente para estimar a capacidade de transporte de sedimento.

Impacto técnico e econômico das perdas de solo e nutrientes por erosão no cultivo da cana-de-açúcar

O objetivo geral foi demonstrar o impacto técnico e econômico das perdas de solo e nutrientes por erosão no cultivo da cana-de-açúcar. Propôs-se avaliar as perdas de nutrientes por erosão (P, K, Ca e Mg), o custo de reposição de nutrientes e o de produção da cana em dois sistemas de colheita (cana crua e queimada) em Catanduva - SP, em área de 100 ha para cada sistema, formadas e colhidas no mesmo período (2002 a 2007), com similaridade quanto ao tipo de solo, variedade, topografia e numero de cortes. A metodologia baseou-se na equação universal da perda de solos e teoria dos custos de produção e de reposição de nutrientes. A maior perda de solo e de nutrientes por erosão ocorreu nas áreas de cana queimada; a cana queimada (corte manual), na média dos cinco cortes, perde 48,82% por hectare a mais de solo, 56,45 % de potássio (K) e 60,78 % de fósforo (P) do que a cana crua (corte mecanizado); o custo de reposição de nutrientes, em média, na cana queimada (R$ 33,92 ha-1 ano-1), foi superior ao da cana crua (R$ 21,12 ha-1 ano-1); a cana crua apresentou menor custo de produção (R$ 29,60 Mg-1) quando comparado à cana queimada (R$ 32,71 Mg-1); a cana crua apresentou maior retorno médio (R$ 5,70 Mg-1ano-1) com relação à cana queimada (R$ 2,59 Mg-1).

Erosion factors and magnetic susceptibility in differet compartments of a slope in Gilbués-PI, Brazil

A erosão é a forma de degradação do solo com efeitos na produtividade das culturas e na poluição do meio ambiente. Para compreender a variabilidade espacial desse fenômeno, técnicas geoestatísticas e conceitos da relação solo-paisagem podem ser utilizados para identificar compartimentos da paisagem com diferentes potenciais de erosão. O objetivo deste trabalho foi estabelecer elementos para a compreensão dos fatores de erosão em compartimentos da paisagem e das relações com a suscetibilidade magnética (SM) dos solos de uma vertente no município de Gilbués -PI. Foram montadas malhas de amostragem nos compartimentos I e II, com 121 pontos, e compartimento III, com 99 pontos, espaçados a cada 10 m. Houve diferença significativa para erodibilidade (K) e risco de erosão (RE); a variabilidade espacial da SM foi menor do que a dos fatores de erosão do solo. As perdas de solo (A), potencial natural de erosão (PNE), RE e SM tiveram relação espacial com o fator topográfico, indicando dependência da erosão ao relevo. Concluiu-se que as perdas de solo, o potencial natural de erosão e o risco de erosão apresentaram relação espacial com o fator topográfico, comprovando a dependência dos fatores de erosão ao relevo. A suscetibilidade magnética do solo pode ser utilizada como variável auxiliar na quantificação indireta do fator erodibilidade e do risco de erosão do solo.

Terrain forms and spatial variability of soil properties in an area cultivatedwith citrus

A técnica de agricultura de precisão e a relação solo-paisagem permitem delimitar áreas para o manejo localizado, o que permite a aplicação localizada de insumos agrícolas e, consequentemente, pode contribuir para a preservação de recursos naturais. Portanto, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a variabilidade espacial das propriedades químicas e do teor de argila, no contexto da relação solo-paisagem, em um Latossolo sob cultivo de citros. Amostras de solo foram coletadas na profundidade de 0,0-0,2 m, em uma área de 83,5 ha cultivada com citros, na forma de malha, com intervalos regulares de 50 m, com 129 pontos na forma de relevo côncava e 206 pontos na forma plana, totalizando 335 pontos. Os valores obtidos para as variáveis que expressam as propriedades químicas e para o teor de argila do solo foram submetidos à análise estatística descritiva e geoestatística com a modelagem de semivariogramas para a confecção de mapas de krigagem. Os valores de alcance e mapas de krigagem indicaram maiores variabilidades na forma de relevo côncava (segmento topo), quando comparada com a forma plana (segmentos meia encosta e encosta inferior). A identificação de diferentes formas de relevo mostrou-se eficiente no entendimento da variabilidade espacial das propriedades químicas e do teor de argila do solo sob cultivo de citros.