Classifying Ecosystem Services for Economic Valuation: The case of forest water services

30 p.

Economic Assessment of Forest Ecosystem Services Losses: Cost of Policy Inaction

52 p.

Modeling the Links between Biodiversity, Ecosystem Services and Human Wellbeing in the Context of Climate Change: Results from an Econometric Analysis on the European Forest Ecosystems

25 p.

The search for gravitational waves from the coalescence of black hole binary systems in data from the LIGO and Virgo detectors. Or: A dark walk through a random forest

The LIGO and Virgo gravitational-wave observatories are complex and extremely sensitive strain detectors that can be used to search for a wide variety of gravitational waves from astrophysical and cosmological sources. In this thesis, I motivate the search for the gravitational wave signals from coalescing black hole binary systems with total mass between 25 and 100 solar masses. The mechanisms for formation of such systems are not well-understood, and we do not have many observational constraints on the parameters that guide the formation scenarios. Detection of gravitational waves from such systems — or, in the absence of detection, the tightening of upper limits on the rate of such coalescences — will provide valuable information that can inform the astrophysics of the formation of these systems. I review the search for these systems and place upper limits on the rate of black hole binary coalescences with total mass between 25 and 100 solar masses. I then show how the sensitivity of this search can be improved by up to 40% by the the application of the multivariate statistical classifier known as a random forest of bagged decision trees to more effectively discriminate between signal and non-Gaussian instrumental noise. I also discuss the use of this classifier in the search for the ringdown signal from the merger of two black holes with total mass between 50 and 450 solar masses and present upper limits. I also apply multivariate statistical classifiers to the problem of quantifying the non-Gaussianity of LIGO data. Despite these improvements, no gravitational-wave signals have been detected in LIGO data so far. However, the use of multivariate statistical classification can significantly improve the sensitivity of the Advanced LIGO detectors to such signals.

Ecological aspects of New Forest streams, draining one of Britain's unique areas

This article describes the streams of this unique area of Britain and reviews the published and some unpublished information that is currently available. None of the rivers in the New Forest are more than 30 km long. Many reaches have been artificially straightened, channelized and regraded since the 1840's. The stream waters are typically base-poor, with low nutrient concentrations. Primary productivity and standing crops of algae are predictably low when compared with other streams carrying higher concentrations of minerals and nutrients. The earliest records on the macroinvertebrate fauna go back to the late 19th Century. By 1940, over 20 species of Trichoptera and 10 species of Plecoptera had been recorded, but only four species of Ephemeroptera. Twenty species of fish occur in the streams of the New Forest of which the most common are brown trout, minnow, bullhead, stone loach, brook lamprey and eel.

Rapid changes in the vegetation of a shallow pond in Epping Forest, related to recent droughts

Over much of Britain, 1995 and 1996 have been perceived as drought years. To evaluate the impact that local climatic conditions are having upon successional changes in higher vegetation (macrophytes), Speakmans Pond in Epping Forest was surveyed and mapped in 1996. The results are related to previous vegetation surveys carried out in 1989 and 1991. In 1989 the dominant marginal vegetation was floating sweet-grass Glyceria fluitans, which also covered a major part of the main body of the pond. Other abundant species included soft rush Juncus effusus, reed mace Typha latifolia and yellow flag Iris pseudocorus. A small (central) area of open water contained bladderwort Utricularia vulgaris and white water-lily Nymphaea alba. A similar plant coverage was found in 1991, with a dominance of floating sweet-grass along the shallow eastern edge. A marked change in the pond was found during the 1996 survey of vegetation in July, when the pool was dry. The major plant cover now consisted of creeping bent Agrostis stolonifera, with isolated clumps of Yorkshire fog Holcus lanatus around the edges; both are terrestrial grasses found on land surrounding the pond. Rushes (Juncus) had increased their distribution round the margins of the pond, and the patch of yellow flag noted in 1989 and 1991 was not found in 1996. The deeper trenches were also dry, but a small patch of white water-lily remained adjacent to one of the trenches.

A note on the shallow ponds on the gravel ridge of Epping Forest, Essex

In a recent study in Freshwater Forum on Speakman's Pond (also known as Nursery Pond) the impression was given that it had been a permanent water-filled pond which had recently dried out due to exceptionally low rainfall. In fact, Nursery Pond was created by the extraction of gravel and was never more than 50 cm deep, until the creation of trenches in 1989 to provide a refuge for aquatic life. The Nursery Pond followed a seasonal pattern of filling with winter rain and slowly drying out between 1940 to 1970. It had no established aquatic vegetation, no fish, and only rarely amphibians. Permanent water was present only from about 1979 until 1995 due to leakage from a Thames water storage reservoir.

Comparative limnology of waters in a coniferous forest: is a generalisation possible?

The high density of meres and mosses in the Delamere area comes from numerous moraine-hollows formed after the melting of stranded ice-blocks following last glaciation. The main vegetation is of conifers along with some deciduous species and the area was designated as a National Forest Park in 1987. It has been managed since the beginning of the 19th century and is a popular tourist area with walking, orienteering, cycling and educational activities. In recent years this forest park has been attracting over half a million people per year. This paper studies the limnology of different aquatic habitats in the Delamere Forest area in order to give some insight into the waters of a coniferous, temperate forest area, which has so far been largely unexplored. The authors assume therefore, thought that despite apparent large variability in origin, age, surface area, morphometry, catchment size and hydraulic regime, the waters of Delamere Forest might share some revealing chemical and biological features. Seven water-bodies in the Delamere Forest Park area, namely, Black Lake, Blakemere Moss, Delamere Lake, Delamere Quarry, Hatchmere, Windyhowe Farm Spring and Fir Brook were sampled, their water chemistry and dissolved organic carbon and the occurrence of phytoplankton and zooplankton species examined. In a final chapter the authors analyse their findings for patterns.

Study and comparison of four forest structures on Mt. Chortiatis (northern Greece)

EL proyecto estudia y analiza la estructura de cuatro bosques en el monte Chortiatis, Grecia.

Development of trophic state and phytoplankton in an oligo-mesotrophic reservoir (Kleine Kinzig) in Black Forest, Germany

Since 1989, intensive studies have been made on a relatively new (1983-84) oligotrophic reservoir and its pre-reservoir in the Black Forest. This paper briefly reports on the hydrochemistry, especially annual variations in phosphorus loadings, and the seasonal development of phytoplankton in 1989 and 1990.

Ecologia térmica e comportamento de construção de abrigos de Liolaemus lutzae (Lacertilia, Liolaemidae) em três áreas de restinga no estado do Rio de Janeiro, sudeste do Brasil: os efeitos de fatores extrínsecos e intrínsecos

Fatores extrínsecos afetam a ecologia térmica e o comportamento de lagartos no habitat, com as características ambientais locais podendo ocasionar alterações na temperatura corpórea (Tc) e no comportamento destes animais. Entretanto, fatores intrínsecos também representam uma importante influência para sua biologia, assim como fatores filogenéticos (históricos). Liolaemus lutzae (Liolaemidae) é uma espécie de lagarto com ocorrência restrita a restingas do estado do Rio de Janeiro (entre a Restinga da Marambaia no município do Rio de Janeiro e a restinga da Praia do Peró no município de Cabo Frio), vivendo exclusivamente na zona de vegetação halófila-psamófila-reptante a chamada área-de-praia da restinga (sujeita a altas temperaturas ambientais e ventos intensos constantes). Nessa área, onde vivem restritos a uma faixa de poucos metros de restinga, os indivíduos se abrigam escavando abrigos no substrato arenoso. Avaliei a importância de fontes ambientais de calor, da intensidade dos ventos, do sexo, da ontogenia, do comprimento rostro-cloacal (CRC) e da massa corpórea para a Tc e a taxa de atividade de lagartos L. lutzae (observando a ocorrência de variações sazonais), em estudos conduzidos no município de Arraial do Cabo, estado do Rio de Janeiro, sudeste do Brasil. Além disso, eu analisei se o comportamento de L. lutzae, direcionando as aberturas de seus abrigos foi afetado por fatores ambientais nas restingas da Reserva Ecológica Estadual de Jacarepiá e do Parque Natural Municipal de Grumari, ambas no estado do Rio de Janeiro. A atividade dos lagartos se estendeu durante o dia (0600h às 1800h), com máximo entre 1100h e 1300h (com variações sazonais). A Tc dos indivíduos foi 31,7  3,4 C, e variou ao longo do dia e sazonalmente. Em ambas as estações a Tc dos lagartos relacionaram-se às temperaturas do microhabitat (substrato e ar). A intensidade do vento influenciou a Tc dos lagartos (causando seu decréscimo), e a intensidade média do vento afetou o número de lagartos ativos (causando redução da atividade). Houve diferenças intersexuais no CRC, com os machos maiores do que as fêmeas, embora as fêmeas tenham tido maior massa corpórea relativa ao CRC correspondente, comparado aos machos. A Tc também diferiu inter-sexualmente (com machos mais quentes do que fêmeas) e ontogeneticamente (com jovens mais quentes do que adultos depois de removido o efeito do tamanho corpóreo). Houve relações entre a Tc e o CRC e entre a Tc e a massa corpórea, com lagartos maiores tendo Tc mais elevada (causada pela inércia térmica dos corpos). A variabilidade na Tc dos lagartos parece refletir a interação entre características ambientais locais, fatores intrínsecos e a filogenia da espécie. As aberturas dos abrigos foram localizadas principalmente próximas à linha de praia (possivelmente devido ao substrato menos compacto), predominantemente em terrenos inclinados e tiveram uma tendência de orientação influenciada pela inclinação do terreno. O comportamento de L. lutzae de orientar a entrada de seus abrigos para a direção descendente das inclinações pode ser vantajoso para torná-los menos vulneráveis a potenciais ameaças e distúrbios vindos da superfície.

Comunidades de lagartos dos remanescentes de restinga do Estado do Rio de Janeiro: Riqueza, diversidade e onde estão as espécies endêmicas e ameaçadas de extinção

Atualmente existe uma contínua perda de biodiversidade, que decorre principalmente devido a intensa modificação das paisagens naturais pelas atividades humanas. O litoral do estado do Rio de Janeiro é ocupado há centenas de anos, e uma das principais ameaças é a crescente taxa demográfica. De forma geral, o conhecimento acerca dos diferentes grupos de vertebrados terrestres e a sua relação com o ambiente de restinga ainda é incipiente. Realizamos o presente estudo em dez áreas de remanescentes de vegetação de restinga no estado do Rio de Janeiro, para compreender a variação das comunidades de lagartos entre os diferentes ambientes e suas estruturas locais, bem como os principais fatores que as afetam negativamente. Realizamos um conjunto de transecções lineares delimitadas por tempo, ao longo de três anos. As espécies de lagartos foram identificadas e quantificadas, e mensuramos a estrutura e os fatores de ameaça antrópica dos ambientes. Registramos no total nove espécies de lagartos compondo as comunidades de restingas amostradas no estado do Rio de Janeiro, incluindo uma espécie exótica e invasora (Hemidactylus mabouia), e duas endêmicas (Liolaemus lutzae e Cnemidophorus littoralis). A maioria das espécies foram registradas em diferentes meso-habitats, e no geral podem ser consideradas oportunistas e generalistas. As restingas diferiram entre si principalmente em termos de abundância e densidade de espécies de lagartos, enquanto a riqueza foi comparativamente menor nos ambientes insulares. Provavelmente essas diferenças são resultados da interação entre processos históricos e ecológicos atuando em sinergia. Na restinga de Grussaí, os dados mostram que, considerando o nicho em suas três dimensões avaliadas (tempo, espaço e dieta), é provável que a comunidade esteja estruturada em seu eixo temporal. A análise dos fatores de ameaça antrópica sobre as restingas mostra que a situação dos fragmentos se manteve a mesma nos últimos anos. Provavelmente, as políticas públicas atuais não parecem ser suficientes para o aumento do grau de preservação e conservação das áreas de restinga do litoral do estado do Rio de Janeiro devido à contínua especulação imobiliária. É necessário o emprego de monitoramentos periódicos para acompanhar a situação das populações das espécies endêmicas e ameaçadas, e promover mudanças físicas (e.g. remoção de lixo depositado e de espécies exóticas), sócio-educativas (e.g. diminuição do acesso de animais domésticos, descarte de material), e de poder público (e.g. aumento das áreas de proteção). Em relação à espécie endêmica e ameaçada L. lutzae, identificamos uma sobreposição de nicho espacial em relação a Tropidurus torquatus, variável entre as localidades amostradas. Provavelmente essa variação resulta da estrutura ambiental que difere entre as restingas e, consequentemente, provoca diferentes respostas em termos de interação entre as espécies que compõem as comunidades de lagartos. Os novos registros de H. mabouia em habitat natural nas restingas foram incluídos aos registros de ocorrência da espécie em ambientes naturais em território brasileiro, no intuito de identificar áreas potenciais de invasão da espécie. Os resultados mostram uma alta probabilidade principalmente na região litorânea. O presente estudo possibilita uma melhor compreensão sobre a ecologia de comunidades de lagartos no estado do Rio de Janeiro.

Avaliação do cenário para utilização dos recursos florísticos nativos de restingas para inclusão socioeconômica em Caravelas, Bahia.

A conservação dos ecossistemas e dos recursos ambientais neles inclusos é uma condição básica e essencial para o desenvolvimento sustentado de uma dada região. A degradação faz com que a possibilidade dele retornar ao seu estado original seja ínfima pois, sua dinâmica de restauração não seria a mesma do que antes foi sua colonização. A recuperação de áreas degradadas é dificultada devido à complexidade estrutural dos ecossistemas, exemplo das restingas ambientes sujeitos as condições bastante adversas (altas temperaturas, períodos de seca, vento constante, alta salinidade e escassez de nutrientes), por isso demandam de alta tecnologia para o desenvolvimento e produção de mudas, além de alto custo associado. O objetivo deste estudo é a criação de uma proposta para uso socioeconômico das áreas degradadas por plantios de cocos, em formações vegetais de restinga, município de Caravelas, e criar um modelo para que essas áreas sejam mais produtivas economicamente, a médio e longo prazo, a partir da geração de trabalho e renda e, conseqüentemente, inclusão social voltada para o uso sustentável de espécies nativas de restinga, através do extrativismo, considerando-se o potencial e a vocação natural do ecossistema de restinga. Nesse contexto, as categorias de análise desta tese basearam-se nos conflitos e vulnerabilidade socioambiental, etnobotânica, fitofisionomias, bens e serviços associados, tecnologia social, desenvolvimento local, gestão costeira, sustentabilidade ambiental e democrática, produtos florestais não madeiráveis e inclusão social. Os procedimentos metodológicos utilizados neste estudo foram apresentados em cada capítulo desta tese, estando inserido em pesquisas qualitativas (técnicas de observação participante e análise do discurso coletivo) associada aos levantamentos bibliográficos (dados secundários) e as pesquisas quantitativas, por entrevistas semiestruturadas. Os resultados deste estudo subsidiaram a formação de uma rede interativa para implantação de empreendimentos sustentáveis no processo produtivo local, no que se refere à utilização de espécies nativas de restingas com reflorestamento de áreas degradadas por plantios de coco, para fins de geração de trabalho e renda com base no movimento de tecnologia social.

Estudo de espécie nativa da restinga para plantio em telhados de construção de interesse social.

O alto crescimento populacional tem desencadeado uma elevada ocupação das áreas urbanas com a expansão de edificações e estradas causando alterações no meio ambiente com a consequente minimização das áreas verdes e da infiltração de água no solo. Estes fenômenos acarretam problemas como enxurradas, inundações, aumento da temperatura local e diminuição da biodiversidade com inúmeros efeitos adversos, tanto econômicos quanto ambientais e sociais. Uma das alternativas para minimizar estes problemas é a construção de telhados verdes, que tem como uma das principais funções retardar o escoamento devido ao aumento da infiltração e retenção da água das chuvas atenuando o efeito avassalador das enchentes e das zonas de calor, principalmente em climas muito quentes, além de colaborar para recuperação de ecossistemas, através do replantio de mudas. Este projeto faz parte de um conjunto de ações integradas de cidadania e inclusão social na região hidrográfica da baixada de Jacarepaguá, especificamente envolvendo a Comunidade da Vila Cascatinha, em Vargem Grande, a fim de gerar subsídios para políticas públicas em áreas de assentamentos informais, integrado ao projeto HIDROCIDADES (CNPq, FAPERJ, FINEP), que visa a conservação da água em meios urbanos e periurbanos associado à cidadania, inclusão social e melhoria da qualidade de vida nas grandes cidades. Este trabalho utiliza uma tecnologia adaptada dos telhados verdes para edificação popular (telhado de fibrocimento) muito comum no Brasil, com o objetivo de verificar uma espécie com potencial de geração de renda (visando o social) de ecossistema regionais como restinga, em edificação; analisar o crescimento e biomassa da espécie de restinga cultivada em telhados; e avaliar qualidades das mídias em função do plantio em análise de armazenamento (retenção) de água no solo. A partir da metodologia empregada na implantação dos telhados verdes em habitações populares, os resultados obtidos são desenvolvimento da espécie Ipomoea pes caprae Brasiliensis, em três tipos de mídias de crescimento e também eficiência dessas mídias no escoamento superficial. Observou-se retenção de 69,24L de água para o bagaço de cana de açúcar e 64,7L para a fibra de coco. E foi observado também um retardo da ocorrência do pico de até 14 minutos no telhado vegetado em relação ao telhado controle (convencional).

Ocorrência e distribuição espacial e temporal das larvas de anuros (Amphibia) em diferentes sistemas aquáticos da Ilha Grande (Rio de Janeiro)

Os girinos dos anuros podem ocorrer em inúmeros tipos de sistemas hídricos, desde ambientes relativamente simples e previsíveis, como na água acumulada em epífitas ou uma poça temporária, até hábitats aquáticos permanentes mais complexos, como os riachos. A interação entre os fatores ambientais bióticos e abióticos existentes nesses diferentes ambientes com os fatores históricos é essencial para explicar a estrutura das comunidades dessa fase de vida dos anuros. O entendimento sobre como estes fatores atuam e sua importância nos conduz a uma maior compreensão do que parece influenciar positivamente ou negativamente o estabelecimento dos girinos nos seus diferentes ambientes. Inicialmente, fornecemos uma discussão detalhada da importância desses fatores. Em seguida, avaliamos a estrutura da assembléia dos girinos e a sua estratégia de ocupação espacial e temporal em relação ao uso de diferentes sistemas aquáticos, temporários e permanentes (poças, terrenos alagados, riachos e ambientes artificiais) em uma área de Mata Atlântica na Ilha Grande (Rio de Janeiro). Posteriormente, propomos um experimento para avaliar como os girinos característicos de diferentes tipos de habitats hídricos respondem à condição adversa de ausência de água livre. Depois, é sugerida uma chave artificial de identificação para os girinos da Ilha Grande, com base nas espécies contempladas neste estudo. Por fim, apresentamos a descrição do girino de Proceratophrys tupinamba, provendo algumas informações sobre sua distribuição temporal e uso de microhabitats. Registramos girinos de 12 espécies de anuros, o que correspondeu a 71% dos anfíbios da Ilha Grande com larvas exotróficas em ambientes aquáticos. O espectro de habitats hídricos utilizados variou consistentemente entre as espécies. Girinos de Aplastodiscus eugenioi e Scinax trapicheiroi foram aqueles que utilizaram a maior quantia de tipos de habitats, ambos com cinco registros. A maioria das espécies teve suas maiores abundâncias em um ou dois tipos de corpos dágua onde ocorreu, portanto poucas destas espécies demonstram ter sido generalistas no uso de tipos de habitats aquáticos. A maior riqueza de espécies ocorreu em poças temporárias, em riachos intermitentes e no ambiente antropizado da calha artificial. Quando consideramos em termos de habitats hídricos, a maior riqueza ocorreu nas poças temporárias, nos riachos intermitentes, nos riachos permanentes e na calha artificial. Em nem todos os meses um determinado tipo de recurso hídrico manteve a sua riqueza máxima de girinos. Observamos que um mesmo tipo de sistema hídrico pode comportar espécies típicas de ambientes lênticos e outras adaptadas a ambientes lóticos, dependendo da estrutura em que o corpo dágua apresenta naquele período, como os riachos intermitentes, por exemplo. Entre os fatores abióticos medidos, o PH, o oxigênio dissolvido, a correnteza, a largura e a profundidade dos corpos dágua explicaram de forma mais importante a ocorrência e abundância das diferentes espécies de girinos. Portanto, consideramos que fatores ecológicos desempenham um importante papel na determinação da distribuição de girinos dentro e entre habitats que estes organismos ocupam. O experimento proposto mostrou que os tempos de sobrevivência entre as onze espécies contempladas e também entre os indivíduos de diferentes tamanhos em uma mesma espécie variaram consideravelmente. Isto é sugestivo de que estas espécies apresentam diferentes estratégias para tolerar uma condição de independência de água livre. Os fatores que pareceram mais influenciar negativamente na sobrevivência dos girinos foram: hábito nectônico, pequeno tamanho dos indivíduos, ocupação de ambientes lênticos e temporários e modo reprodutivo não-especializado. Alternativamente, os girinos com melhor desempenho em uma condição de independência de água livre foram de espécies de tamanho comparativamente grande ou médio, ocuparam preferencialmente ambientes lóticos e permanentes, apresentaram modos reprodutivos especializados e os hábitos dos girinos foram principalmente bentônicos. Neste contexto, pode se conjecturar que os girinos das espécies que utilizam ambientes permanentes sejam mais resistentes à condição de independência de água livre do que aquelas de habitats efêmeros. Considerando especial atenção para a biodiversidade dos anfíbios, a Ilha Grande apresenta uma elevada concentração de espécies endêmicas. Esta respeitável diversidade de anfíbios para a área estudada está relacionada com a cobertura vegetal de Mata Atlântica e a grande quantidade de corpos dágua na Ilha, tanto temporários quanto permanentes. A influência destas condições favoráveis para os anfíbios na região está demonstrada também na diversidade de modos reprodutivos, onde 13 dos 39 modos reprodutivos já descritos foram notados para os anfíbios da Ilha Grande. Este conjunto de fatores reafirma esta como uma das mais importantes áreas para a conservação da biodiversidade de anfíbios para o estado do Rio de Janeiro. Comparando a descrição do girino de Proceratophrys tupinamba com P. appendiculata, observamos algumas diferenças na proporção do corpo. Os girinos da espécie descrita foram mais abundantes durante a estação chuvosa (outubro-março), sendo esta distribuição positivamente relacionada com a precipitação média mensal. Os girinos são bentônicos e ocorrem mais frequentemente em porções de menor correnteza do riacho. Eles foram encontrados com maior freqüência expostos na areia, que também representou o microhabitat mais disponível entre aqueles no córrego estudado.