An improved estimate of leaf area index based on the histogram analysis of hemispherical photographs

Leaf area index (LAI) is a key parameter that affects the surface fluxes of energy, mass, and momentum over vegetated lands, but observational measurements are scarce, especially in remote areas with complex canopy structure. In this paper we present an indirect method to calculate the LAI based on the analyses of histograms of hemispherical photographs. The optimal threshold value (OTV), the gray-level required to separate the background (sky) and the foreground (leaves), was analytically calculated using the entropy crossover method (Sahoo, P.K., Slaaf, D.W., Albert, T.A., 1997. Threshold selection using a minimal histogram entropy difference. Optical Engineering 36(7) 1976-1981). The OTV was used to calculate the LAI using the well-known gap fraction method. This methodology was tested in two different ecosystems, including Amazon forest and pasturelands in Brazil. In general, the error between observed and calculated LAI was similar to 6%. The methodology presented is suitable for the calculation of LAI since it is responsive to sky conditions, automatic, easy to implement, faster than commercially available software, and requires less data storage. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Estudo do componente árboreo de mata Ribeirinha no rio Camaquã, Cristal, RS

As matas ribeirinhas no rio Camaquã constituem os maiores remanescentes da Floresta Estacional Semidecidual Ribeirinha no Estado, sendo muito pouco conhecidas florística e fitossociologicamente. Em um fragmento de mata ribeirinha na margem esquerda do baixo rio Camaquã, município de Cristal (31°01’01.7’’S e 51°56’42.0’’W, em torno de 14 m.n.m.) realizou-se um estudo do componente arbóreo, com o intuito de se determinar sua estrutura e relacionar os resultados obtidos com outras florestas no Estado. O clima da região é do tipo Cfa de Köppen, com médias anuais de temperatura de 18,9 °C, e de precipitação de 1.234 mm. Os solos são do tipo Planossolo Hidromórfico Eutrófico (Sge), de textura média/siltosa. O levantamento fitossociológico foi realizado em uma área de 1 ha, dividida em 100 parcelas de 10 x 10 m, onde foram amostradas todas as árvores com DAP maior ou igual a 5 cm. Foram calculados os parâmetros fitossociológicos empregados usualmente, além das estimativas de diversidade de Shannon (H’) e equabilidade de Pielou (J’). Relações florísticas com outras áreas foram feitas através da análise de coordenadas principais e de agrupamento, utilizando os índices de similaridade de Jaccard e Dice. No levantamento florístico foram encontradas 68 espécies arbóreas, a maioria características de ambientes ribeirinhos. Na fitossociologia foram amostrados 2.179 indivíduos, pertencentes a 29 espécies, 25 gêneros e 14 famílias. As famílias Myrtaceae, Euphorbiaceae, Fabaceae, Sapindaceae e Salicaceae apresentaram as maiores riquezas. Os valores de importância mais elevados foram registrados para espécies típicas de sub-bosque, que apresentam grande densidade (Sebastiania commersoniana, Allophylus edulis e Eugenia schuechiana). As espécies ocupantes do dossel, com densidades baixas ou intermediárias (Luehea divaricata e Nectandra megapotamica) destacam-se pela dominância. O índice de diversidade foi estimado em 2,342 nats.ind.-1 (J’= 0,695), sendo intermediário entre os menores valores estimados para as matas de restingas e os maiores para Florestas Estacionais Semideciduais na região. O predomínio de espécies zoocóricas demonstra ser uma floresta madura, embora se tenha encontrado uma grande participação de indivíduos com síndrome de dispersão abióticas. Por sua localização na Planície Costeira Interna, a área apresentou, floristicamente, uma grande influência de espécies provenientes das matas de encosta da Serra do Sudeste, havendo uma maior similaridade com as matas do rio Piratini e outras Florestas Estacionais Semideciduais.

Performance of supplemented heifers on Marandu grass pastures in the wet-to-dry transition and dry seasons

The objective of the present study was to evaluate the characteristics of the sward canopy of Marandu grass during the rainy season, the wet-to-dry transition and the dry seasons, between March and September 2004, under intermittent grazing, and to correlate those characteristics with the performance of crossbred heifers receiving mineral supplements ad libitum or protein supplements. The experiment consisted of a randomized block design with three blocks (set of 13 paddocks), each containing five crossbred heifers per experimental unit, totaling 15 replicates. The heifers were given protein supplements daily in individual stalls and received an average 4 g/kg/day of the supplement during the rainy season and 5 g/kg/day during the dry season. Their weight gain was assessed monthly. The pasture structure was assessed through destructive sampling, and the bromatological composition of esophageal extrusa samples was also assessed. Analysis of variance was used to assess performance, and regression analysis was used to evaluate the sward canopy characteristics in relation to the months of the year. A cluster procedure was used to determine the similarity between the months of the year under assessment. Two different groups were formed for pasture evaluation: one group including the months of March to July and another group including the months of August and September. The first group exhibited a better canopy structure than the second group. This fact was corroborated by the animal performance, which was lower during the months of the second group. Low-intake protein supplementation was effective in increasing the performance of the grazing heifers. Pasture structure is critical for animal performance in a grazing environment, regardless of the type of supplementation.

Suplementação como estratégia de produção de carne de qualidade em pastagens tropicais

O manejo do pastejo e a suplementação estratégica permitem maximizar a produção de carne bovina em pastagens de forma sustentável. A intensidade de pastejo influencia diretamente o crescimento individual, taxas de aparecimento e mortalidade de perfilhos, a determinar o acúmulo de forragem e a estrutura do dossel. Dessa forma, nas águas, é função do manejo do pastejo adequar a frequência e intensidade de desfolhação para que o animal possa colher forragem com idade fisiológica e valor nutritivo adequados. A idade e tamanho dos perfilhos determinam a proporção de tecidos de suporte lignificados que reduzem a digestibilidade da forragem. No período seco, o manejo do pasto e a estratégia de diferimento, ao final do período das águas, são determinantes na obtenção de forragem de melhor valor nutritivo. Assim, o manejo das pastagens visa, primeiramente, à produção de forragens com altos teores de fibra potencialmente digestíveis. A partir de então, a caracterização da quantidade e qualidade da forragem são primordiais à adequação dos nutrientes fornecidos, via suplementos, para otimizar a utilização dos recursos forrageiros basais. A suplementação da dieta dos animais em pastejo, com concentrado, permite aumentar o desempenho dos animais, o que reduz a idade de abate e melhora a qualidade da carcaça e da carne obtida, além dos benefícios na preparação dos animais terminados em confinamento. Portanto, o manejo do pastejo e a suplementação da dieta dos animais permitem aumento de produtividade e maior qualidade dos produtos.

Número de ramos na produção de figos verdes 'Roxo de Valinhos' no oeste do Paraná

O presente trabalho teve por objetivo verificar o efeito do número de ramos produtivos sobre o desenvolvimento e a produção de figos verdes 'Roxo de Valinhos'. O experimento foi conduzido com plantas de quatro anos de idade, em sistema de produção orgânica, espaçamento 2 x 3 m, de julho de 2007 a fevereiro de 2008, em Quatro Pontes-PR. Os tratamentos consistiram em plantas conduzidas com 6; 9; 12; 15; 18 e 21 ramos produtivos. Utilizou-se o delineamento experimental de blocos ao acaso, com quatro blocos e três plantas úteis por parcela. No sistema de produção orgânica, as maiores estimativas de produção e produtividade de figos verdes foram obtidas em plantas conduzidas com 21 ramos.

Sistema desponte na produção de figos verdes 'Roxo de Valinhos'

O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito do sistema desponte sobre o desenvolvimento e a produção de figos verdes 'Roxo de Valinhos'. O experimento utilizando plantas de quatro anos de idade, com espaçamento 3 x 2m, foi conduzido de julho de 2007 a março de 2008, em Quatro Pontes, Paraná (PR). O delineamento utilizado foi em blocos ao acaso, com quatro blocos, e os tratamentos foram arranjados em fatorial 2 x 5, tomando por fatores o número de ramos produtivos (plantas conduzidas com seis ou 12 ramos) e o número de despontes (um, dois, três ou quatro, além do controle sem desponte). No sistema desponte, após a emissão da 16a folha, o ramo foi despontado (gema apical removida), selecionando-se duas brotações por ramo produtivo. Novos despontes foram realizados posteriormente, sempre após a emissão da sexta folha. em cada parcela, constituída de três plantas úteis, foram coletados dados no ciclo de produção 2007/08. A maior produção (2.208,87g planta-1) e produtividade estimada (3.681,19kg ha-1) observada de figos verdes foram obtidas quando as plantas foram conduzidas com 12 ramos produtivos, efetuando-se três despontes.

Influência do dossel na atividade de morcegos (Chiroptera: Phyllostomidae) em três fragmentos no estado de São Paulo

The moonlight's influence on bats activity patterns have been documented for some species. Usually, bats react to increased illumination by reducing the use of open spaces or restricting foraging activity. This study aimed to test lunar cycle influence on frequency of Phyllostomidae bats in three fragments, located in northwestern São Paulo State, analyze the capture rate in the different phases of the cycle and correlate the results with canopy structure of each remaining. This study was based on the on the assumption that the influence of light on the behavior of bats is lower in shaded areas. The decrease in species richness in relation to the moon phase was significant in the least shaded area. In environments with more closed canopy, the rate of capture of bats was homogeneous along the four phases of the moon. The results indicated that local wealth cannot be sampled effectively if the catches are restricted to any period of the lunar cycle for fruit and nectar, and in more shaded environments the effects of lunar phobia is apparently null.

Evolução da regeneração natural de floresta ombrófila densa alto-montana e a produção de água em microbacia experimental, Cunha - SP

Pós-graduação em Ciência Florestal - FCA

Informação polarimétrica PALSAR/ALOS aplicada à discriminação de espécies e estimação de parâmetros morfológicos de macrófitas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Características morfogênicas e estruturais de pastos de capim-xaraés submetidos a intensidades de pastejo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Manejo do pastejo e suplementação nas águas e seus efeitos em sistemas de terminação de novilhas na seca

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

Suplementação de novilhas de corte em pastagem de capim-Marandu submetidos à intensidades de pastejo sob lotação contínua

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

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.

Modeling surface-atmosphere exchange of trace gases and energy within and above the Amazon rain forest

Die vorliegende Dissertation untersucht die biogeochemischen Vorgänge in der Vegetationsschicht (Bestand) und die Rückkopplungen zwischen physiologischen und physikalischen Umweltprozessen, die das Klima und die Chemie der unteren Atmosphäre beeinflussen. Ein besondere Schwerpunkt ist die Verwendung theoretischer Ansätze zur Quantifizierung des vertikalen Austauschs von Energie und Spurengasen (Vertikalfluss) unter besonderer Berücksichtigung der Wechselwirkungen der beteiligten Prozesse. Es wird ein differenziertes Mehrschicht-Modell der Vegetation hergeleitet, implementiert, für den amazonischen Regenwald parametrisiert und auf einen Standort in Rondonia (Südwest Amazonien) angewendet, welches die gekoppelten Gleichungen zur Energiebilanz der Oberfläche und CO2-Assimilation auf der Blattskala mit einer Lagrange-Beschreibung des Vertikaltransports auf der Bestandesskala kombiniert. Die hergeleiteten Parametrisierungen beinhalten die vertikale Dichteverteilung der Blattfläche, ein normalisiertes Profil der horizontalen Windgeschwindigkeit, die Lichtakklimatisierung der Photosynthesekapazität und den Austausch von CO2 und Wärme an der Bodenoberfläche. Desweiteren werden die Berechnungen zur Photosynthese, stomatären Leitfähigkeit und der Strahlungsabschwächung im Bestand mithilfe von Feldmessungen evaluiert. Das Teilmodell zum Vertikaltransport wird im Detail unter Verwendung von 222-Radon-Messungen evaluiert. Die ``Vorwärtslösung'' und der ``inverse Ansatz'' des Lagrangeschen Dispersionsmodells werden durch den Vergleich von beobachteten und vorhergesagten Konzentrationsprofilen bzw. Bodenflüssen bewertet. Ein neuer Ansatz wird hergeleitet, um die Unsicherheiten des inversen Ansatzes aus denjenigen des Eingabekonzentrationsprofils zu quantifizieren. Für nächtliche Bedingungen wird eine modifizierte Parametrisierung der Turbulenz vorgeschlagen, welche die freie Konvektion während der Nacht im unteren Bestand berücksichtigt und im Vergleich zu früheren Abschätzungen zu deutlich kürzeren Aufenthaltszeiten im Bestand führt. Die vorhergesagte Stratifizierung des Bestandes am Tage und in der Nacht steht im Einklang mit Beobachtungen in dichter Vegetation. Die Tagesgänge der vorhergesagten Flüsse und skalaren Profile von Temperatur, H2O, CO2, Isopren und O3 während der späten Regen- und Trockenzeit am Rondonia-Standort stimmen gut mit Beobachtungen überein. Die Ergebnisse weisen auf saisonale physiologische Änderungen hin, die sich durch höhere stomatäre Leitfähigkeiten bzw. niedrigere Photosyntheseraten während der Regen- und Trockenzeit manifestieren. Die beobachteten Depositionsgeschwindigkeiten für Ozon während der Regenzeit überschreiten diejenigen der Trockenzeit um 150-250%. Dies kann nicht durch realistische physiologische Änderungen erklärt werden, jedoch durch einen zusätzlichen cuticulären Aufnahmemechanismus, möglicherweise an feuchten Oberflächen. Der Vergleich von beobachteten und vorhergesagten Isoprenkonzentrationen im Bestand weist auf eine reduzierte Isoprenemissionskapazität schattenadaptierter Blätter und zusätzlich auf eine Isoprenaufnahme des Bodens hin, wodurch sich die globale Schätzung für den tropischen Regenwald um 30% reduzieren würde. In einer detaillierten Sensitivitätsstudie wird die VOC Emission von amazonischen Baumarten unter Verwendung eines neuronalen Ansatzes in Beziehung zu physiologischen und abiotischen Faktoren gesetzt. Die Güte einzelner Parameterkombinationen bezüglich der Vorhersage der VOC Emission wird mit den Vorhersagen eines Modells verglichen, das quasi als Standardemissionsalgorithmus für Isopren dient und Licht sowie Temperatur als Eingabeparameter verwendet. Der Standardalgorithmus und das neuronale Netz unter Verwendung von Licht und Temperatur als Eingabeparameter schneiden sehr gut bei einzelnen Datensätzen ab, scheitern jedoch bei der Vorhersage beobachteter VOC Emissionen, wenn Datensätze von verschiedenen Perioden (Regen/Trockenzeit), Blattentwicklungsstadien, oder gar unterschiedlichen Spezies zusammengeführt werden. Wenn dem Netzwerk Informationen über die Temperatur-Historie hinzugefügt werden, reduziert sich die nicht erklärte Varianz teilweise. Eine noch bessere Leistung wird jedoch mit physiologischen Parameterkombinationen erzielt. Dies verdeutlicht die starke Kopplung zwischen VOC Emission und Blattphysiologie.

Primary forest dynamics in lowland dipterocarp forest at Danum Valley, Sabah, Malaysia, and the role of the understorey

Changes in species composition in two 4–ha plots of lowland dipterocarp rainforest at Danum, Sabah, were measured over ten years (1986 to 1996) for trees greater than or equal to 10 cm girth at breast height (gbh). Each included a lower–slope to ridge gradient. The period lay between two drought events of moderate intensity but the forest showed no large lasting responses, suggesting that its species were well adapted to this regime. Mortality and recruitment rates were not unusual in global or regional comparisons. The forest continued to aggrade from its relatively (for Sabah) low basal area in 1986 and, together with the very open upper canopy structure and an abundance of lianas, this suggests a forest in a late stage of recovery from a major disturbance, yet one continually affected by smaller recent setbacks. Mortality and recruitment rates were not related to population size in 1986, but across subplots recruitment was positively correlated with the density and basal area of small trees (10 to <50 cm gbh) forming the dense understorey. Neither rate was related to topography. While species with larger mean gbh had greater relative growth rates (rgr) than smaller ones, subplot mean recruitment rates were correlated with rgr among small trees. Separating understorey species (typically the Euphorbiaceae) from the overstorey (Dipterocarpaceae) showed marked differences in change in mortality with increasing gbh: in the former it increased, in the latter it decreased. Forest processes are centred on this understorey quasi–stratum. The two replicate plots showed a high correspondence in the mortality, recruitment, population changes and growth rates of small trees for the 49 most abundant species in common to both. Overstorey species had higher rgrs than understorey ones, but both showed considerable ranges in mortality and recruitment rates. The supposed trade–off in traits, viz slower rgr, shade tolerance and lower population turnover in the understorey group versus faster potential growth rate, high light responsiveness and high turnover in the overstorey group, was only partly met, as some understorey species were also very dynamic. The forest at Danum, under such a disturbance–recovery regime, can be viewed as having a dynamic equilibrium in functional and structural terms. A second trade–off in shade–tolerance versus drought–tolerance is suggested for among the understorey species. A two–storey (or vertical component) model is proposed where the understorey–overstorey species’ ratio of small stems (currently 2:1) is maintained by a major feedback process. The understorey appears to be an important part of this forest, giving resilience against drought and protecting the overstorey saplings in the long term. This view could be valuable for understanding forest responses to climate change where drought frequency in Borneo is predicted to intensify in the coming decades.