Estrutura e influência da sazonalidade na comunidade de borboletas da subfamília Ithomiinae (Lepidoptera: Nymphalidae) na Estação Científica Ferreira Penna, Melgaço, Pará

As borboletas do grupo Ithomiinae são caracterizadas por espécies estritamente neotropicais, consideradas modelos de anéis miméticos e apresentam uma taxonomia relativamente bem conhecida. Por estas razões são frequentemente utilizadas como indicadores biológicos. O presente estudo teve como intuito caracterizar a comunidade de Ithomiinae em uma área de Floresta Ombrófila Densa (terra firme), localizada na Estação Científica Ferreira Penna (Floresta Nacional de Caxiuanã), município de Melgaço, estado do Pará, além de testar a eficiência do protocolo de captura deste grupo. Para isto foram realizadas coletas em uma área de 500 x 500 m, utilizando dois métodos. O primeiro foi o de armadilhas contendo isca de folhas e inflorescências de Heliotropium indicum dentro de cinco parcelas amostrais de 100 x 100 m, sendo que cada uma continha cinco pares de armadilhas (uma sub-bosque e outra no dossel da floresta). O outro método foi o de coletas com redes entorno lógicas entre as parcelas. O período da amostragem foi nos meses de julho, outubro de 2004 e janeiro a novembro de 2005 (cinco dias de coleta mensais). Com um esforço total de 2000 armadilha horas por mês e 40 redes horas por mês foram registrados 1844 indivíduos de Ithomiinae, pertencentes a 14 espécies. As espécies Hypothyris ninonia (Hübner, [1806]) e Napeogenes rhezia (Geyer, [1834]) foram as espécies mais abundantes. Foi encontrada uma diversidade homogênea tanto no sentido horizontal quanto vertical, apesar de ser observada uma preferência da maioria das espécies pelo ambiente de sub-bosque. Foi registrada uma predominância de machos na comunidade da área. Como o grupo apresenta diferenças comportamentais entre indivíduos machos e fêmeas, essa predominância de machos nos registros pode ser resultado de uma seleção dos métodos na captura dos espécimes. Não foi encontrada uma diferença significativa entre a riqueza de espécies registrada pelos diferentes métodos, apesar de três espécies serem obtidas exclusivamente pelas redes, e outras duas pelas armadilhas de isca. Houve uma predominância nos registros de Methona sp. pelas redes entomológicas, sugerindo uma atração diferenciada da espécie pela isca utilizada. Verificou-se uma correlação negativa entre o número de indivíduos coletados e o aumento dos índices de pluviosidade. O estudo apresentou uma baixa riqueza de espécies com amostragem intensiva, a comunidade é representada por espécies abundantes e raras; e apresenta oscilações na abundância conforme a precipitação pluviométrica. As armadilhas de sub-bosque foram mais eficiente. Sugere-se para Ithomiinae a utilização de somente armadilhas no subbosque com isca de Heliotropium indicum.

Efeito do uso do hábitat sobre a comunidade de Gerromorpha (Heteroptera) em uma área de transição Amazônia-cerrado, Mato Grosso, Brasil

Os Heteroptera aquáticos e semi-aquáticos consistem em três infra-ordens monofiléticas, os Gerromorpha, Nepomorpha e Leptopodomorpha. No Brasil, existe um número bastante reduzido de literatura sobre este grupo, onde o estado de Minas Gerais concentra o maior número de estudos. Este trabalho objetivou determinar o efeito da intensidade de uso da terra sobre a comunidade de heterópteros aquáticos, infra-ordem Gerromorpha. A área de estudo está localizada na Fazenda Tanguro, estado do Mato Grosso, em uma faixa de transição entre os biomas Amazônia e Cerrado. Foram realizadas quatro expedições nos meses de maio e julho, nos anos de 2006 e 2007. As coletas foram realizadas ao longo de seis riachos de primeira ordem localizados em três áreas diferentes: campo de soja, pastagem e mata contínua. Foram encontrados 5 famílias, 19 gêneros, 36 espécies e 13 morfoespécies de Gerromorpha. As curvas médias de acumulação de espécies para cada uma das três áreas de estudo não atingiram a assíntota ao final da adição de amostras, mas demonstraram uma clara tendência a estabilização, sugerindo que um aumento do esforço amostral aproximaria o número de espécies observadas da realidade do local de estudo. Embora a cobertura vegetal tenha sido significativamente diferente entre as três áreas estudadas (ANOVA, F2,45= 23,72; P < 0,001), o tipo de hábitat não influenciou no número de espécies de Gerromorpha (ANOVA F3,44= 0,77; P = 0,52). Sete espécies apresentaram diferenças significativas entre os hábitats. Os dois eixos do MDS baseados na composição das espécies não separaram as espécies quanto ao tipo de hábitat. Para a matriz de abundância, o eixo 1 (MANOVA; F2,45 = 16,27; P < 0,001) e o eixo 2 (MANOVA; F2,45 = 6,31; P = 0,004) diferenciaram as espécies que ocorreram na área de mata contínua. Um total de 57,14% das espécies coletadas é compartilhado pelas três áreas de estudo. A sensível redução no número de indivíduos registrados da área mais conservada (mata contínua) para as áreas degradadas (plantio de soja e pastagem, respectivamente) possivelmente está relacionada à perda de cobertura vegetal observada nas áreas degradadas. As espécies Brachymetra lata, Brachymetra sp 1, Cylindrostethus palmaris, Tachygerris celocis, Rhagovelia paulana, e Rhagovelia whitei podem ser consideradas espécies indicadoras de áreas florestadas; e Neogerris lubricus pode ser indicadora de ambientes sem cobertura vegetal.

Ecologia de paisagem aplicada à análise ambiental do sítio arqueológico PA-BA-84: Alunorte em Barcarena-PA

Uma das tarefas da pesquisa em Arqueologia da Amazônia é compreender as relações entre as populações humanas pretéritas e a floresta tropical úmida. É muito importante definir as unidades de paisagem no contexto do processo de ocupação humana e assim, integrar esses dados ao contexto dos sítios arqueológicos. Este estudo tem como objetivo definir a composição de unidades de paisagem atual do sítio arqueológico PA-BA-84: ALUNORTE, em termos taxonômicos, utilizando a abordagem geográfica da Ecologia de Paisagem como uma eficiente ferramenta na política de preservação do patrimônio arqueológico. Esta abordagem sistêmica destaca a interdependência mútua dos elementos da paisagem e as interações entre estes, gerando duas unidades espaciais de análise do sítio arqueológico: o micromeio e o macromeio. A classificação taxonômica das unidades de paisagem está relacionada com a aplicação de diferentes escalas espaciais, onde o geossistema refere-se às escalas de menor detalhe para a análise do macromeio do sítio, enquanto as unidades geofácies e geótopo relacionam-se às escalas de maior detalhe referentes à análise do micromeio. O resgate das informações ambientais passa pelo uso sensoriamento remoto e o geoprocessamento da imagem SPOT, como uma ferramenta eficaz para a definição das unidades de paisagem. A classificação da imagem foi otimizada com o classificador baseado em redes neurais, com trabalhos de campo e com dados do Programa de Arqueologia Preventiva na área do Projeto Bauxita Paragominas/PA. Desta forma, a definição das unidades de paisagem do sitio Alunorte passa pela associação de classificação não supervisionada com classificação supervisionada. Os resultados mostraram que o geossistema do macromeio é constituído por oito geofácies, representadas por áreas construídas, áreas de cultivo agrícolas, rios, praias, várzea, vegetação em áreas alagadas, capoeira adulta e capoeira jovem. A delimitação espacial do geossistema obedece aos limites da bacia hidrográfica do rio Murucupi. O micromeio é definido a partir do sistema de nascente do rio Murucupi e apresenta cinco geofácies que são constituídas por áreas construídas, rios, praias, várzea, capoeira adulta e capoeira jovem. O sítio está assentado sobre rampas de colúvio, a qual é constituída por rampas inferior, média e superior, o que está diretamente relacionado com os geotópos que cobrem o relevo do micromeio. Na rampa superior foi registrada a maior concentração de vestígios arqueológicos, o que representa, certamente, o local do assentamento humano pretérito, no processo de ocupação pré-histórico, iniciado há mil anos, o que coincide com uma paleogeofácies de manguezal na praia de Itupanema. O geossistema é caracterizado por um alto grau de antropização representado a partir de ciclos cada vez mais curtos de regeneração da cobertura vegetal. Esta degradação afeta diretamente o patrimônio arqueológico, por isso, os estudos que visam preservar esse patrimônio, preocupados com o resgate do processo de ocupação da Amazônia, devem priorizar a preservação conjunta do mesmo com o geossistema em que está inserido.

Vulnerabilidade ao fogo de florestas intactas e degradadas na região de Santarém - Pará

A Amazônia se constitui atualmente como a maior floresta tropical úmida remanescente e contínua do mundo e abriga a maior diversidade de plantas e animais dentre todos os biomas da Terra, constituindo de suma importância para a manutenção da biodiversidade. A região tem passado por mudanças significativas nas últimas décadas, mudanças que são resultantes principalmente das alterações da paisagem/cobertura vegetal, impulsionadas pelo aumento populacional e práticas de manejo inadequado da terra, resultado de desmatamentos, queimadas, mudanças nas atividades agrícolas, pecuária, exploração madeireira, programas de colonização, abertura de estradas e problemas latifundiários. Dentre esses fatores, as queimadas e incêndios florestais se tornam os problemas mais críticos para a região, pois o manejo do fogo pelos produtores rurais na maioria das vezes é feito de forma inadequada, escapando de controle e provocando prejuízos econômicos, sociais e ecológicos. Florestas que já queimaram uma vez ficam mais susceptíveis a novos incêndios, pois tornam-se mais inflamáveis devido a modificação em sua estrutura do dossel, na dinâmica de umidade relativa do ar, temperatura do ar e no combustível fino no chão da floresta. Sendo assim, objetivou-se neste trabalho investigar os padrões diurnos de inflamabilidade de florestas intactas e degradadas na região de Santarém – PA, área de grandes alterações no padrão de uso do solo, com intensas atividades agrícolas e agropecuárias, região que apresenta também número significativo de focos de incêndios. Observou-se que as florestas intactas da região são significativamente menos inflamáveis do que as florestas degradadas, e as bordas das florestas degradadas são mais inflamáveis que seu interior, comprovados por dados da dinâmica de umidade relativa e temperatura do ar, umidade da Serapilheira e taxa de abertura do dossel. Esses dados foram associados com dados socioeconômicos através de entrevistas semi estruturadas, com o objetivo de saber como os produtores rurais manejam o fogo, onde os resultados mostraram que o treinamento de manejo de fogo influencia significativamente na adoção de boas práticas de uso de fogo, como por exemplo, não colocar fogo em horário crítico (entre 11 e 15 horas para região estudada), fazer aceiro, queimar contra o vento, esperar a primeira chuva, entre outros. O tamanho da propriedade não influencia significativamente no uso adequado de fogo, porém os pequenos produtores são os que mais o utilizam em suas atividades produtivas, uma vez que este se constitui a forma mais barata para limpar e preparar a terra. Neste sentido, este trabalho visa mostrar a necessidade de investimento em pesquisas sobre a inflamabilidade das florestas, o aperfeiçoamento das análises de satélites associadas às pesquisas em campo, como uma forma de amenizar e talvez solucionar os problemas das queimadas na Amazônia, além de colaborar para adoção de uma política de incentivo a redução das queimadas pelos produtores rurais, aliadas ao treinamento de uso do fogo, acesso a informação e tecnologias alternativas ao manejo de fogo.

Frugivores at higher risk of extinction are the key elements of a mutualistic network

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

Efeito da topografia e da precipitação na florística e na produção de liteira em Caxiuanã, Pará

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da topografia e da precipitação pluviométrica na composição arbórea e na produção de liteira em uma floresta ombrófila densa na Floresta Nacional de Caxiuanã. Foram demarcadas três parcelas de 1.000 m² em cada nível topográfico, caracterizado como baixio, intermediário e platô, bem como identificados os indivíduos arbóreos e coletadas amostras da liteira. Nos três níveis, foram registradas 124 espécies em 33 famílias, sendo estas Sapotaceae, Lecythidaceae e Chrysobalanaceae, que apresentaram o maior índice de valor de importância. Lecythis idatimon Aubl., Rinorea guianensis Aubl. e Eschweilera coriacea (DC.) S.A. Mori. A sazonalidade interferiu expressivamente na produção da liteira, revelando a maior produção no final da estação chuvosa e no início da estação seca. O estímulo ambiental para a queda das folhas é, principalmente, devido à diminuição da umidade relativa do ar, justificada pela necessidade das plantas em aumentar a eficiência fotossintética. A diferença na estrutura da população revela estratégias distintas para a produção de flores e, consequentemente, na dispersão de frutos e sementes.

Morphological patterns and community organization in leaf-litter ant assemblages

We present a new approach to determine the number and composition of guilds, using the hyperdiverse leaf-litter ant fauna as a model, based on appropriate morphological variables and species co-occurrence null models to describe the complex assemblages of interacting Species Community structure at the 1-m(2) scale. We obtained 18 linear morphometric measures from 949 workers of 171 leaf-litter ant species (18762 measurements) surveyed in four Atlantic Forest localities to test whether the assemblages are morphologically structured; the morphological characters were selected to indicate diet and foraging habits. Principal components analysis was used to characterize the morphospace and to describe the guild structure (number of species and composition). The guild proportionality assembly rule (significant tendency toward constant proportion of species in guilds) was assessed at the 1-m(2) scale. Our analysis indicates that the division of leaf-litter ants into guilds is based mainly on microhabitat distribution in the leaf-litter, body size and shape, eye size, and phylogeny. The same guild scheme applied to four more sites shows that different Atlantic Forest areas have the same leaf-fitter ant guilds. The guild proportionality assembly rule was confirmed for most guilds, Suggesting that there are guild-specific limitations on species coexistence within assemblages; on the other hand, in a few cases the variance in guild proportion was greater than expected under the null assumptions. Other studies on ant functional group classification are partially supported by our quantitative morphological analysis. Our results, however, imply that there are more compartments than indicated in previous models, particularly among cryptic species (confined to soil and litter) and tropical climate specialists. We argue that a general null model for the analysis of species association based oil morphology can reveal objectively defined groups and may thus contribute to a robust theory to explain community structure in general and have important consequences on studies of litter ant community ecology in particular.

Effects of RegCM3 parameterizations on simulated rainy season over South America

The impacts of change in the Grell convective scheme and biosphere-atmosphere transfer scheme (BATS) in RegCM3 are described. Three numerical experiments (RegZhang, RegClaris and RegArain) are conducted to reduce the RegCM3-Grell rainfall underestimation over tropical South America. The simulation referred to as RegZhang follows modifications made by Zhang et al. (2008) in the BATS. The RegClaris combines the RegZhang BATS parameters with a reduction of water drainage at the bottom of the subsoil layer in the regions covered by the tropical rain forest and a shorter convective time period for the Grell scheme. The RegArain considers this same modification in the Grell scheme, but uses a deeper total soil column and a deeper root system in the BATS. After the first year of simulation, the soil water content in RegZhang is progressively drained out of the soil column resulting in a deficit of rainfall in the Amazon. The RegClaris and RegArain, on the other hand, simulate a similar rainfall annual cycle in the Amazon, showing substantial improvement not only in phase but also in intensity. This improvement is partially related to an increase in evapotranspiration due to a larger availability of water in the soil column. A remote effect is also noted over the La Plata Basin region, where the larger summer rainfall rate may be related to the increase in moisture transport from the Amazon. Wind- and rainfall-based indices are applied to identify South American monsoon (SAM) timing. The RegClaris rainfall rates are adequate to identify the onset and the demise of SAM according to the observed data, whereas the rainfall deficit in RegZhang is associated with a delay in the onset and an early demise of the SAM.

Within-plant isoprene oxidation confirmed by direct emissions of oxidation products methyl vinyl ketone and methacrolein

Isoprene is emitted from many terrestrial plants at high rates, accounting for an estimated 1/3 of annual global volatile organic compound emissions from all anthropogenic and biogenic sources combined. Through rapid photooxidation reactions in the atmosphere, isoprene is converted to a variety of oxidized hydrocarbons, providing higher order reactants for the production of organic nitrates and tropospheric ozone, reducing the availability of oxidants for the breakdown of radiatively active trace gases such as methane, and potentially producing hygroscopic particles that act as effective cloud condensation nuclei. However, the functional basis for plant production of isoprene remains elusive. It has been hypothesized that in the cell isoprene mitigates oxidative damage during the stress-induced accumulation of reactive oxygen species (ROS), but the products of isoprene-ROS reactions in plants have not been detected. Using pyruvate-2-13C leaf and branch feeding and individual branch and whole mesocosm flux studies, we present evidence that isoprene (i) is oxidized to methyl vinyl ketone and methacrolein (iox) in leaves and that iox/i emission ratios increase with temperature, possibly due to an increase in ROS production under high temperature and light stress. In a primary rainforest in Amazonia, we inferred significant in plant isoprene oxidation (despite the strong masking effect of simultaneous atmospheric oxidation), from its influence on the vertical distribution of iox uptake fluxes, which were shifted to low isoprene emitting regions of the canopy. These observations suggest that carbon investment in isoprene production is larger than that inferred from emissions alone and that models of tropospheric chemistry and biotachemistryclimate interactions should incorporate isoprene oxidation within both the biosphere and the atmosphere with potential implications for better understanding both the oxidizing power of the troposphere and forest response to climate change.

Impact of the Manaus urban plume on trace gas mixing ratios near the surface in the Amazon Basin: Implications for the NO-NO2-O-3 photostationary state and peroxy radical levels

We measured the mixing ratios of NO, NO2, O-3, and volatile organic carbon as well as the aerosol light-scattering coefficient on a boat platform cruising on rivers downwind of the city of Manaus (Amazonas State, Brazil) in July 2001 (Large-Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazonia-Cooperative LBA Airborne Regional Experiment-2001). The dispersion and impact of the Manaus plume was investigated by a combined analysis of ground-based (boat platform) and airborne trace gas and aerosol measurements as well as by meteorological measurements complemented by dispersion calculations (Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory model). For the cases with the least anthropogenic influence (including a location in a so far unexplored region similar to 150 km west of Manaus on the Rio Manacapuru), the aerosol scattering coefficient, sigma(s), was below 11 Mm(-1), NOx mixing ratios remained below 0.6 ppb, daytime O-3 mixing ratios were mostly below 20 ppb and maximal isoprene mixing ratios were about 3 ppb in the afternoon. The photostationary state (PSS) was not established for these cases, as indicated by values of the Leighton ratio, Phi, well above unity. Due to the influence of river breeze systems and other thermally driven mesoscale circulations, a change of the synoptic wind direction from east-northeast to south-southeast in the afternoon often caused a substantial increase of ss and trace gas mixing ratios (about threefold for sigma(s), fivefold for NOx, and twofold for O-3), which was associated with the arrival of the Manaus pollution plume at the boat location. The ratio F reached unity within its uncertainty range at NOx mixing ratios of about 3 ppb, indicating "steady-state" conditions in cases when radiation variations, dry deposition, emissions, and reactions mostly involving peroxy radicals (XO2) played a minor role. The median midday/afternoon XO2 mixing ratios estimated using the PSS method range from 90 to 120 parts per trillion (ppt) for the remote cases (sigma(s) < 11 Mm(-1) and NOx < 0.6 ppb), while for the polluted cases our estimates are 15 to 60 ppt. These values are within the range of XO2 estimated by an atmospheric chemistry box model (Chemistry As A Box model Application-Module Efficiently Calculating the Chemistry of the Atmosphere (CAABA/MECCA)-3.0).

Disproportionate single-species contribution to canopy-soil nutrient flux in an Amazonian rainforest

Rainfall, throughfall and stemflow were monitored on an event basis in an undisturbed open tropical rainforest with a large number of palm trees located in the southwestern Amazon basin of Brazil. Stemflow samples were collected from 24 trees with a diameter at breast height (DBH) > 5 cm, as well as eight young and four full-grown babassu palms (Attalea speciosa Mart.) for 5 weeks during the peak of the wet season. We calculated rainfall, throughfall and stemflow concentrations and fluxes of Na+, K+, Ca2+, Mg2+,, Cl-, SO42-, NO3- and H+ and stemflow volume-weighted mean concentrations and fluxes for three size classes of broadleaf trees and three size classes of palms. The concentrations of most solutes were higher in stemflow than in rainfall and increased with increasing tree and palm size. Concentration enrichments from rainfall to stemflow and throughfall were particularly high (81-fold) for NO3-. Stemflow fluxes of NO3- and H+ exceeded throughfall fluxes but stemflow fluxes of other solutes were less than throughfall fluxes. Stemflow solute fluxes to the forest soil were dominated by fluxes on babassu palms, which represented only 4% of total stem number and 10% of total basal area. For NO3-, stemflow contributed 51% of the total mass of nitrogen delivered to the forest floor (stemflow + throughfall) and represented more than a 2000-fold increase in NO3- flux compared what would have been delivered by rainfall alone on the equivalent area. Because these highly localized fluxes of both water and NO3- persist in time and space, they have the potential to affect patterns of soil moisture, microbial populations and other features of soil biogeochemistry conducive to the creation of hotspots for nitrogen leaching and denitrification, which could amount to an important fraction of total ecosystem fluxes. Because these hotspots occur over very small areas, they have likely gone undetected in previous studies and need to be considered as an important feature of the biogeochemistry of palm-rich tropical forest. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Isoprene oxidation and its impacts on the atmospheric composition

Terrestrische Vegetation, vor allem tropischer Regenwald, emittiert grosse Mengen flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs) in die rnAtmosphäre, die durch Oxidationsreaktionen und Deposition der Reaktionsprodukte wieder entfernt werden. Die Oxidation wird vor allem durch Hydroxyl-Radikale (OH) initiiert, die hauptsächlich durch Photodissoziation von Ozon gebildet werden. Zuvor ging man davon aus, dass biogene VOCs OH in unverschmutzter Luft abbauen und dadurch die atmosphärische Oxidationskapazität verringern. Umgekehrt, führt rndie Oxidation von VOCs in verschmutzter Luft durch die katalytische Wirkung von Stickstoffoxiden (NOx = NO + NO2) zu schädlicher Oxidationsmittelbildung. Flugzeugmessungen atmosphärischer Spurengase, die über dem unberührten Amazonas-Regenwald durchgeführt worden sind, haben jedoch unerwartet hohe OH-Konzentrationen aufgezeigt. Das VOC mit der höchsten Emission in dieser Region war Isopren, dessen Oxidation als stärkeste OH-Senke berechnet wurde. In dieser Arbeit wurde die Hypothese genauestens untersucht, dass die natürliche Isopren-Oxidation in niedrig-NOx Luft OH effizient erneuert. Es wurde ein sehr detaillierter Oxidationsmechanismus für Isopren entwickelt, in dem neueste experimentelle und theoretische Fortschritte umgesetzt worden sind. Die Haupt-OH-Rückgewinnungswege wurden angewendet wodurch gezeigt wurde, dass sie wesentlich zur Oxidation unter niedrig-NOx Bedingungen beitragen. Verstärkte OH-Konzentrationen blieben unter verminderten Lichtverhältnissen, wie sie unter dichten Vegetationsdächern typisch sind, dauerhaft erhalten. Im Vergleich zu Flugzeugmessungen, der neue Oxidationsmechanismus reproduziert die OH-Konzentrationen innerhalb des Unsicherheitsbereiches. Darüber hinaus zeigten Simulationen eine erhebliche Produktion eines Isopren-Dihydroxyepoxids, das ein potenziell wichtiger Vorläufer organischer Aerosole in der Atmosphäre sein könnte. Es wurde einen neuen vereinfachten Oxidationsmechanismus auf Basis des traditionellen Wissenstands entwickelt und seine Anwendung für globale atmosphärische Studien getestet. Die Eingliederung der neuen Oxidationswege in diesen Mechanismus ermöglicht es folgende Auswirkungen der verstärkten VOC-Oxidation zu studieren die Zusammensetzung der Atmosphäre, den Austausch zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre, Aerosole und Klima.