Multi-temporal analysis of radiometric changes in satellite images of forest edges to infer selective-logging areas in the Amazon forest

Radiometric changes observed in multi-temporal optical satellite images have an important role in efforts to characterize selective-logging areas. The aim of this study was to analyze the multi-temporal behavior of spectral-mixture responses in satellite images in simulated selective-logging areas in the Amazon forest, considering red/near-infrared spectral relationships. Forest edges were used to infer the selective-logging infrastructure using differently oriented edges in the transition between forest and deforested areas in satellite images. TM/Landsat-5 images acquired at three dates with different solar-illumination geometries were used in this analysis. The method assumed that the radiometric responses between forest with selective-logging effects and forest edges in contact with recent clear-cuts are related. The spatial frequency attributes of red/near infrared bands for edge areas were analyzed. Analysis of dispersion diagrams showed two groups of pixels that represent selective-logging areas. The attributes for size and radiometric distance representing these two groups were related to solar-elevation angle. The results suggest that detection of timber exploitation areas is limited because of the complexity of the selective-logging radiometric response. Thus, the accuracy of detecting selective logging can be influenced by the solar-elevation angle at the time of image acquisition. We conclude that images with lower solar-elevation angles are less reliable for delineation of selecting logging.

Predicting the distribution of forest tree species using topographic variables and vegetation index in eastern Acre, Brazil

Species distribution modeling has relevant implications for the studies of biodiversity, decision making about conservation and knowledge about ecological requirements of the species. The aim of this study was to evaluate if the use of forest inventories can improve the estimation of occurrence probability, identify the limits of the potential distribution and habitat preference of a group of timber tree species. The environmental predictor variables were: elevation, slope, aspect, normalized difference vegetation index (NDVI) and height above the nearest drainage (HAND). To estimate the distribution of species we used the maximum entropy method (Maxent). In comparison with a random distribution, using topographic variables and vegetation index as features, the Maxent method predicted with an average accuracy of 86% the geographical distribution of studied species. The altitude and NDVI were the most important variables. There were limitations to the interpolation of the models for non-sampled locations and that are outside of the elevation gradient associated with the occurrence data in approximately 7% of the basin area. Ceiba pentandra (samaúma), Castilla ulei (caucho) and Hura crepitans (assacu) is more likely to occur in nearby water course areas. Clarisia racemosa (guariúba), Amburana acreana (cerejeira), Aspidosperma macrocarpon (pereiro), Apuleia leiocarpa (cumaru cetim), Aspidosperma parvifolium (amarelão) and Astronium lecointei (aroeira) can also occur in upland forest and well drained soils. This modeling approach has potential for application on other tropical species still less studied, especially those that are under pressure from logging.

The seasonal diet of Aequidens tetramerus (Cichlidae) in a small forest stream in the Machado River basin, Rondônia, Brazil

Trophic relationships in fish communities are affected by the availability of resources, which in turn is affected by spatial and temporal variations throughout the year. The aims of this study were to characterize the diet of A. tetramerus in a streamlet in the north of Brazil and compare its composition in different hydrological seasons (wet and dry seasons). Collections were performed every two months from October 2011 to September 2012 with the aid of seine nets, hand net and fishing traps in the streamlet located in the Machado River drainage basin in the Rondônia state. Most of the specimens collected were quite small (< 40 mm) and had empty stomachs. Our results showed that A. tetramerus feeds on a wide variety of items of plant origin, such as algae, seeds and leaves, as well as items of animal origin, including bryozoans, crustaceans, fish scales, terrestrial insects and detritus. The data also indicated higher consumption of aquatic insects than other food items, suggesting a primarily insect-based diet. Items of plant and allochthonous origin were consumed more in the wet season than in the dry season, but there were no seasonal differences in the consumption of animal and autochthonous items.

Reconstructing historical forest cover change in the Lower Amazon floodplains using the LandTrendr algorithm

ABSTRACTThe Amazon várzeas are an important component of the Amazon biome, but anthropic and climatic impacts have been leading to forest loss and interruption of essential ecosystem functions and services. The objectives of this study were to evaluate the capability of the Landsat-based Detection of Trends in Disturbance and Recovery (LandTrendr) algorithm to characterize changes in várzeaforest cover in the Lower Amazon, and to analyze the potential of spectral and temporal attributes to classify forest loss as either natural or anthropogenic. We used a time series of 37 Landsat TM and ETM+ images acquired between 1984 and 2009. We used the LandTrendr algorithm to detect forest cover change and the attributes of "start year", "magnitude", and "duration" of the changes, as well as "NDVI at the end of series". Detection was restricted to areas identified as having forest cover at the start and/or end of the time series. We used the Support Vector Machine (SVM) algorithm to classify the extracted attributes, differentiating between anthropogenic and natural forest loss. Detection reliability was consistently high for change events along the Amazon River channel, but variable for changes within the floodplain. Spectral-temporal trajectories faithfully represented the nature of changes in floodplain forest cover, corroborating field observations. We estimated anthropogenic forest losses to be larger (1.071 ha) than natural losses (884 ha), with a global classification accuracy of 94%. We conclude that the LandTrendr algorithm is a reliable tool for studies of forest dynamics throughout the floodplain.

Floristic and structure of an Amazonian primary forest and a chronosequence of secondary succession

ABSTRACT The analysis of changes in species composition and vegetation structure in chronosequences improves knowledge on the regeneration patterns following land abandonment in the Amazon. Here, the objective was to perform floristic-structural analysis in mature forests (with/without timber exploitation) and secondary successions (initial, intermediate and advanced vegetation regrowth) in the Tapajós region. The regrowth age and plot locations were determined using Landsat-5/Thematic Mapper images (1984-2012). For floristic analysis, we determined the sample sufficiency and the Shannon-Weaver (H'), Pielou evenness (J), Value of Importance (VI) and Fisher's alpha (α) indices. We applied the Non-metric Multidimensional Scaling (NMDS) for similarity ordination. For structural analysis, the diameter at the breast height (DBH), total tree height (Ht), basal area (BA) and the aboveground biomass (AGB) were obtained. We inspected the differences in floristic-structural attributes using Tukey and Kolmogorov-Smirnov tests. The results showed an increase in the H', J and α indices from initial regrowth to mature forests of the order of 47%, 33% and 91%, respectively. The advanced regrowth had more species in common with the intermediate stage than with the mature forest. Statistically significant differences between initial and intermediate stages (p<0.05) were observed for DBH, BA and Ht. The recovery of carbon stocks showed an AGB variation from 14.97 t ha-1 (initial regrowth) to 321.47 t ha-1 (mature forests). In addition to AGB, Ht was also important to discriminate the typologies.

Evaluación del potencial ornamental de especies autóctonas del valle de Paravachasca para su introducción como cultivos regionales. Evaluation of the potential uses of native plants from the Paravachasca valley to be use for regional cultivation purposes

Numerosas áreas de las sierras chicas han experimentado una gran pérdida de vegetación natural y de germoplasma nativo como consecuencia del crecimiento urbano y de la extracción de plantas sin criterios conservacionistas. El valle de Paravachasca presenta una riqueza florística con muchas especies autóctonas de un valioso potencial ornamental. Para poder proteger la vegetación nativa es necesario conocerla y evaluarla en todos los aspectos incluyendo sus posibles usos. Esta propuesta de trabajo se fundamenta en que las especies nativas constituyen un valioso recurso natural. Por lo tanto, nuestro objetivo principal es evaluar especies autóctonas herbáceas promisorias como ornamentales para establecer parámetros de reproducción y favorecer la innovación productiva, la conservación del paisaje natural y la protección del patrimonio germoplásmico. Para cumplir con dicho objetivo se realizarán viajes en distintas estaciones del año para evaluar in situ, las especies que resulten atractivas por su follaje o floración. Se recolectará material vegetal para determinarlo, caracterizarlo y formar un banco de germoplasma. Se elaborarán fichas técnicas con las cuales evaluar la viabilidad de las semillas y se realizarán pruebas de multiplicación vegetativa. Finalmente, se seleccionarán cuatro especies para su domesticación a campo o cultivo en macetas. Todos los trabajos serán documentados con ilustraciones, fotos y gráficos. Como resultado se espera generar y proveer información sobre plantas nativas, estrategias de conservación, reproducción y cultivo de especies autóctonas; además, transferir la tecnología para estimular una producción regional. Alcanzados los niveles de conocimiento necesarios se intentará establecer vínculos de intercambio de información con otros proyectos nacionales o extranjeros. Por su parte, la transferencia, validación y difusión de los resultados obtenidos se realizará mediante cursos, seminarios, talleres -en el marco educativo- de capacitación laboral, recreativo y productivo, siendo los destinatarios directos las comunas en general y los viveristas, diseñadores de parques, inversores de turismo y aficionados a las plantas, en particular. El impacto del proyecto en el ámbito científico se reflejará en publicaciones que presenten información innovadora en relación con las ciencias agropecuarias; y, en lo social, mediante la generación de posibles fuentes de trabajo.

Producción y Reproducción social durante el primer Milenio en el Valle de Tafí (Tucumán, Argentina). Social Production and reproduction in the First Millenium in Tafí Valley (Tucumán, Argentina).

El Valle de Tafí fue uno de los primeros espacios del Noroeste Argentino habitados por comunidades sedentarias, entre el 200 a.C. y el 900 d.C. Éstas establecieron asentamientos aldeanos de varias hectáreas de superficie, alterando sensiblemente el paisaje mediante la construcción de numerosos conjuntos residenciales, canales de manejo del agua, montículos de limpieza de campos de cultivo y muros de contención del suelo. Los procesos históricos desarrollados en ese milenio fueron explicados desde perspectivas teóricas culturalistas (González y Núñez 1960) y sistémicas (Berberián y Nielsen 1988a), las cuales permitieron establecer una estructura cronológica inicial y las principales estrategias adaptativas para el proceso. Este proyecto intenta abordar el modo en que las estrategias de reproducción doméstica se relacionaron con la estructuración del contexto social más amplio. Interesa particularmente analizar las maneras en que la cultura material (arquitectura residencial, campos agrícolas, entierros, alfarería y bienes de prestigio) fue utilizada en la construcción de la sociedad, enfocándonos en la agencia y la identidad. Es de particular importancia establecer la escala real de acción social involucrada en los procesos y la identidad de los grupos que tuvieron una participación activa en ellos. Los trabajos de campo realizados en el Valle de Tafí han provisto de una gran cantidad de datos que evidencian el desarrollo de una sociedad compleja en el primer milenio d.C.: producción agrícola intensiva, demografía creciente, objetos de prestigio en contextos funerarios e intercambio a larga distancia (González y Núñez 1960, Berberián y Nielsen 1988a y 1988b). Sin embargo las unidades sociales implicadas no parecen haber superado a las relaciones propias de unidades domésticas extendidas. Las excavaciones realizadas por nuestro equipo han mostrado fuertes conexiones entre las estrategias de reproducción social doméstica, producción agrícola fragmentada y rituales a los ancestros, materializados no sólo en contextos funerarios ("cistas") y monumentos monolíticos ("menhires-huancas"), sino también en la arquitectura doméstica. Esta relación fue interpretada como un aspecto central en el desarrollo de las sociedades agrícolas tempranas de sur andino, siendo la base de grupos de parentesco competitivos en luchas sociales y negociaciones políticas permanentes. Esta lógica social permitiría explicar la variabilidad registrada en la materialidad arqueológica. La realización de prospecciones, relevamientos y mapeos de sitios, excavaciones sistemáticas, dataciones absolutas, análisis paleopatológicos sobre restos humanos, estudios cerámicos, líticos y de química de suelos, es esencial no sólo para el incremento del corpus de datos que de luz a estos problemas, sino también para la toma de conciencia social acerca del valor del patrimonio cultural prehispánico, que en el presente se encuentra en riesgo.La concreción de los objetivos de este proyecto aportarán a esclarecer hasta qué punto la materialidad doméstica fue un elemento reproductor de predisposiciones subjetivas de la acción (habitus), cómo se relacionaron las viviendas a los sectores de cultivo, en qué forma los emplazamientos productivos modificaron el paisaje y esto repercutió en la propiedad de los medios productivos. Considerando que Tafí fue uno de los primeros valles intermontanos del Noroeste Argentino habitado por comunidades agricultoras, y que este ámbito geográfico significa un lugar de paso obligado entre las yungas orientales y los valles semiáridos y la puna, un profundo estudio de su arqueología podría proveer una mirada sobre la historia del desarrollo cultural surandino. Esta área geográfica es una clave para entender no sólo la historia de los grupos locales sino también el desarrollo y la interacción en un área mayor que se extiende más allá de lo Andes, en Chile.

Diseño y evaluación de alternativas de manejo sustentable para la recuperación y conservación de bosques degradados de la región del Espinal en la provincia de Córdoba. Design and evaluation of sustainable management alternatives for the recovery and conservation of degraded forest in the Espinal Region in Córdoba province.

El avance de la frontera agropecuaria y la urbanización han reducido la superficie boscosa del Espinal en Córdoba a fragmentos que son sumamente valiosos como relictos del ambiente original del Algarrobal y como barreras frente a la acción erosiva del agua y los vientos. Por su estructura, degradada y enmarañada, el productor agropecuario generalmente los visualiza como una molestia ya que le restan superficie apta para el cultivo y resultan poco aprovechables para el pastoreo de los animales. Bajo pautas de manejo adecuadas estos bosquecillos podrían rehabilitarse para el aprovechamiento del ganado y otros usos complementarios. Para que el productor local cuente con herramientas de manejo sustentable de sus recursos naturales es necesario generar información confiable para la zona. En ese contexto, se plantea la siguiente Hipótesis General: Existen alternativas de manejo que, aplicadas sobre los bosques del Espinal, permiten recuperar y conservar la biodiversidad a la vez que mejoran la rentabilidad del productor. El Objetivo General es diseñar y evaluar, en términos ecológicos, tecnológicos y socio-económicos, alternativas de manejo sustentable de bosques degradados del Espinal de la provincia de Córdoba tendientes a su recuperación y conservación. El proyecto se localizará en el bosque fragmentado del Campo Escuela de la FCA-UNC. Se establecerán parcelas con distintos niveles de cobertura arbustiva en las que se medirán el efecto de los arbustos sobre la regeneración de especies arbóreas deseables, la producción y calidad de la pastura, el crecimiento de los árboles y las condiciones edáficas del sistema. Además, la incidencia del ganado vacuno sobre la regeneración de especies arbóreas deseables, la riqueza y abundancia de especies forrajeras deseables y las condiciones edáficas del sistema. Se hará enriquecimiento con plantines de tres especies de Prosopis tanto en el bosque con distintos anchos de fajas como en suelo desmontado, para evaluar su comportamiento. También se probará la diseminación y establecimiento posterior de estas especies por medio de la ingesta del ganado vacuno. Se relevarán especies medicinales, aromáticas, melíferas, tintóreas y ornamentales nativas, y se las valorará económicamente según su uso actual y potencial en esta y otras zonas de la provincia y el país. Se efectuará la caracterización socio-económica y ambiental del área circundante al Campo Escuela y mediante encuestas se determinará el grado de valorización del bosque que tienen los pobladores zonales. Se realizará el análisis económico y financiero del sistema propuesto versus el sistema sin proyecto, considerando bienes producidos y servicios ambientales del bosque y se socializará el proyecto a través de encuestas y reuniones participativas con los productores zonales. Para el análisis de toda la información se usará el software INFOSTAT 2007. Se harán tablas y gráficos de estadística descriptiva para visualizar la distribución de datos. Se usará análisis de correlación, análisis de regresión lineal múltiple, ANAVA y test a posteriori. Se espera generar pautas preliminares de manejo, sencillas y económicas, fácilmente adoptables por los productores de la región, que aseguren la persistencia de estos fragmentos boscosos, relictos de la vegetación original del Espinal.

The spatial analysis and speciation of uranium and thorium series radionuclides in the soil of the Cronamuck Valley, County Donegal, Ireland

This thesis details the findings of a study into the spatial distribution and speciation of 238U, 226Ra and 228Ra in the soils of the Cronamuck valley, County Donegal . The region lies on the north-eastern edge of the Barnesmore granite and has been the subject of uranium prospecting efforts in the past. The results of the project provide information on the practicability of geostatistical techniques as a means of estimating the spatial distribution of natural radionuclides and provide insight into the behaviour of these nuclides and their modes of occurrence and enrichment in an upland bog environment. The results of the geostatistical survey conducted on the area indicate that the primary control over the levels of the studied nuclides in the soil of the valley is the underlying geology. Isopleth maps of nuclide levels in the valley indicate a predominance of elevated nuclide levels in the samples drawn from the granite region, statistical analysis of the data indicating that levels of the nuclides in samples drawn from the granite are greater than levels drawn from the non-granite region by up to a factor of 4.6 for 238U and 4.9 for 226Ra. Redistribution of the nuclides occurs via drainage systems within the valley, this process being responsible for transport of nuclides away from the granite region resulting in enrichment of nuclides in soils not underlain by the granite. Distribution of the nuclides within the valley is erratic, the effect of drainage f lows on the nuclides resulting in localized enriched areas within the valley. Speciation of the nuclides within one of the enriched areas encountered in the study indicates that enrichment is as a result of saturation of the soil with drainage water containing trace amounts of radionuclides. 238U is primarily held within the labile fractions (exchangeable cat ions + easily oxidisable organics + amorphous iron oxides ) of the soil , 226Ra being associated with the non- labile fractions, most probably the resistant organic material. 228Ra displays a significant occurrence in both the labile and non- labile fractions. The ability of the soil to retain uranium appears to be affected largely by the redox status of the soil, samples drawn from oxidizing environments tending to have little or no uranium in the easily oxidisable and amorphous iron oxide fractions. This loss of uranium from oxidised soil samples is responsible for the elevated 226Ra /238U disequilibrium encountered in the enriched areas of the valley. Analysis of the data indicates that samples displaying elevated 226Ra/238U ratios also exhibit elevated 228Ra/238U ratios indicating a loss of uranium from the samples as opposed to an enrichment of 226Ra.

Trees; a handbook of forest-botany for the woodlands and the laboratory

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Trees; a handbook of forest-botany for the woodlands and the laboratory

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Trees; a handbook of forest-botany for the woodlands and the laboratory

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