Sustainable bioenergy production strategies for rural India

The paper aims to assess the potential of decentralized bioenergy technologies in meeting rural energy needs and reducing carbon dioxide (CO2) emissions. Decentralized energy planning is carried out for the year 2005 and 2020. Decentralized energy planning model using goal programming technique is applied for different decentralized scales (village to a district) for obtaining the optimal mix of energy resources and technologies. Results show that it is possible to meet the energy requirements of all the services that are necessary to promote development and improve the quality of life in rural areas from village to district scale, by utilizing the locally available energy resources such as cattle dung, leaf litter and woody biomass feedstock from bioenergy plantation on wastelands. The decentralized energy planning model shows that biomass feedstock required at village to district level can even be obtained from biomass conserved by shifting to biogas for cooking. Under sustainable development scenario, the decentralized energy planning model shows that there is negligible emission of CO2, oxide of Sulphur (SOx) and oxide of nitrogen (NOx), even while meeting all the energy needs.

Microhabitat selection in an assemblage of crickets (Orthoptera: Ensifera) of a tropical evergreen forest in Southern India

1. Habitat selection is a universal aspect of animal ecology that has important fitness consequences and may drive patterns of spatial organisation in ecological communities. 2. Measurements of habitat selection have mostly been carried out on single species and at the landscape level. Quantitative studies examining microhabitat selection at the community level are scarce, especially in insects. 3. In this study, microhabitat selection in a natural assemblage of cricket species was examined for the first time using resource selection functions (RSF), an approach more commonly applied in studies of macrohabitat selection. 4. The availability and differential use of six microhabitats by 13 species of crickets inhabiting a tropical evergreen forest in southern India was examined. The six available microhabitats included leaf litter-covered ground, tree trunks, dead logs, brambles, understorey and canopy foliage. The area offered by the six microhabitats was estimated using standard methods of forest structure measurement. Of the six microhabitats, the understorey and canopy accounted for approximately 70% of the total available area. 5. The use of different microhabitats by the 13 species was investigated using acoustic sampling of crickets to locate calling individuals. Using RSF, it was found that of 13 cricket species examined, 10 showed 100% selection for a specific microhabitat. Of these, two species showed fairly high selection for brambles and dead logs, which were rare microhabitats, highlighting the importance of preserving all components of forest structure.

Comunidades de anfíbios anuros em duas fitofisionomias do Parque Estadual da Serra do Tabuleiro, estado de Santa Catarina

O estado de Santa Catarina possuía sua área inteiramente coberta por Mata Atlântica, um dos biomas mais ameaçados mundialmente. Mesmo com o crescente aumento de informações sobre os anfíbios no estado, ainda existe muitas lacunas de informações para este grupo e o desconhecimento é alto mesmo no interior das Unidades de Conservação. O Parque Estadual da Serra do Tabuleiro é a maior unidade de conservação de proteção integral de Santa Catarina e ainda assim possui inúmeras ameaças e pressões antrópicas. Os objetivos deste estudo foram estudar os anfíbios anuros em duas fitofisionomias, restinga e floresta ombrófila densa submontana, do Parque Estadual da Serra do Tabuleiro, verificar as diferenças dos parâmetros da comunidade entre três mesohábitats na restinga, compreender em que extensão algumas variáveis estruturais do hábitat afetam a riqueza e abundância dos anuros na restinga e na floresta ombrófila densa submontana, conhecer os anuros de folhiço na área de floresta e, adicionalmente, verificar o atual conhecimento sobre os anuros de folhiço no mundo. Os anuros no parque foram amostrados por meio dos métodos de procura ativa em transecções, armadilhas de queda com cerca guia e parcelas no chão da floresta durante três anos consecutivos com amostragens trimestrais, de julho de 2007 a abril de 2010. As variáves estruturais foram medidas nos locais amostrados enquanto que os dados climáticos foram obtidos da estação meteorológica mais próxima da área de estudo. A revisão sobre os anuros de folhiço no mundo foi realizada por uma busca na base de dados ISI Web if Science entre os anos de 1945 e 2008. Foram registradas 39 espécies de anuros no Parque, sendo 15 espécies para a restinga, 31 espécies na floresta. No folhiço do chão da floresta, a comunidade foi composta por 13 espécies de anuros. No total, 66% dos anuros registrados aqui, foram endêmicos da Mata Atlântica, 17% possuíram distribuição restrita à Santa Catarina e quatro espécies foram consideradas como vulneráveis na lista de espécies ameaçadas de extinção de Santa Catarina. Na restinga, a área aberta e a mata de restinga foram as mais dissimilares com relação à composição e abundância de anuros e também para as variáveis estruturais do hábitat. Na floresta ombrófila densa, a cobertura de dossel e o número de corpos dágua foram as variáveis mais importantes para a riqueza e abundância das espécies de anuros. Também para os anuros de folhiço do parque, a cobertura de dossel foi importante, conjuntamente com a umidade do ar e a profundidade de folhiço. O atual conhecimento sobre os anuros de folhiço no mundo se concentra nas regiões tropicais, sendo que o Brasil possui o maior número de estudos. Algumas tendências para as comunidades de anuros de folhiço puderam ser identificadas, mas estudos adicionais são necessários para que mais inferências possam ser feitas. O presente estudo contribuiu para preencher parte das lacunas de conhecimento existentes para a biodiversidade dos anuros do estado de Santa Catarina e em especial para o Parque Estadual da Serra do Tabuleiro.

A comunidade de anuros do folhiço da Serra das Torres, sul do Espírito Santo, no sudeste do Brasil: A sazonalidade afeta os parâmetros da comunidade?

O presente estudo trás informações acerca da comunidade de anfíbios anuros do folhiço nas florestas que compõem a região da Serra das Torres, sul do Espírito Santo, sudeste do Brasil. Foram utilizados métodos de parcelas 4 x 4 m para obter os primeiros dados de sazonalidade na composição, massa e densidade no estado do Espírito Santo. Amostragens de campo foram realizadas durante as estações seca e de chuvas, no período de junho de 2009 a dezembro de 2010. Foram registrados 348 indivíduos com média de 1,0 0,1 ind/parcela, em 14 espécies associadas ao folhiço do chão da floresta. As curvas de rarefação e do coletor apresentaram assíntotas tendendo a estabilizarem. A densidade de anuros na área estudada foi de 6,59 ind/100 m e a biomassa total 413,9 g. Brachycephalus didactylus foi a espécie com maior densidade (3,8 ind/100 m) e a maior abundância (100 indivíduos ou 40,6% da comunidade geral), entretanto, apresentou biomassa relativamente baixa (16,8 g) quando comparada às demais espécies como Haddadus binotatus (239,6 g ou 57,2% da biomassa total da comunidade). Não foi registrada nenhuma variação sazonal em relação à densidade ou biomassa na comunidade. A umidade relativa do ar e a profundidade do folhiço foram fatores ambientais significativos para a abundância de indivíduos, enquanto a temperatura e a presença de rochas ou árvores no interior das parcelas não foram importantes na estruturação da comunidade daquela área. Este estudo aumenta a distribuição geográfica de Brachycephalus didactylus, Zachaenus parvulus, Physalaemus crombiei, Ischnocnema cf. bolbodactyla, Ischnocnema gr. lactea e Leptodactylus cf. bokermanni.

Stress, shredders and streams: using gammarus energetics to assess water quality

This paper reviews the effectiveness of Gammarus scope for growth (SfG) as an indicator of water quality. In addition, the link between physiological changes and effects at higher levels of biological organisation is addressed. Exposure to a range of toxicants resulted in decreases in Gammarus SfG which were qualitatively and quantitatively correlated with subsequent reductions in growth and reproduction. Reductions in SfG were due principally to a decrease in energy intake (i.e. feeding rate) rather than an increase in energy expenditure. Gammarus pulex is an important shredder in many stream communities and stressed-induced reductions in its feeding activity were correlated with reductions in the processing of leaf litter by a semi-natural stream community. Hence, changes in the physiological energetics of Gammarus provide a general and sensitive indicator of stress which can be linked to effects at higher levels of biological organisation. Under long-term stress and hence prolonged reductions in SfG, animals may adapt by modifying their life-history strategies and producing fewer, larger offspring.

Uso do espaço por Hypselartemon contusulus (Férussac, 1827) (Gastropoda, Streptaxidae) da Trilha da Parnaioca, Ilha Grande, Rio de Janeiro, Brasil

O comportamento espacial dos indivíduos é um componente chave para se entender a dinâmica de população dos organismos e esclarecer o potencial de migração e dispersão das espécies. Vários fatores afetam a atividade de locomoção de moluscos terrestres, como temperatura, luz, umidade, época do ano, tamanho da concha, sexo, estratégia reprodutiva, idade, densidade de coespecíficos e disponibilidade de alimento. Um dos métodos usados para estudar deslocamento de gastrópodes terrestres é o de marcação-recaptura. Gastrópodes terrestres se prestam a este tipo de estudo por causa de (1) seu reduzido tamanho, (2) fácil manejo, (3) fácil captura e (4) pequenas distâncias de deslocamento e, consequentemente, reduzidas áreas de vida. Estes organismos servem como modelo para o estudo de ecologia espacial e dispersão. Estudos de população, investigando o uso do espaço, a distribuição espacial, a densidade populacional e a área de vida são escassos para moluscos terrestres e ainda mais raros em áreas naturais tropicais. Nosso objeto de estudo é Hypselartemon contusulus (Férussac, 1827), um molusco terrestre carnívoro, da família Streptaxidae, muito abundante na serrapilheira, em trechos planos de mata secundária na Trilha da Parnaioca, Ilha Grande, Rio de Janeiro. A espécie é endêmica para o estado do Rio de Janeiro. Seu tamanho é de até 7,2 mm de altura, apresentando 6 a 7 voltas. Neste trabalho estudamos as variáveis temperatura ambiente, temperatura do solo, umidade do ar, luminosidade, profundidade do folhiço, tamanho do animal, densidade de co-específicos e densidade de presas, relacionando estes dados ecológicos ao deslocamento observado em Hypselartemon contusulus. Uma das hipóteses de trabalho é que estas variáveis afetam seu deslocamento. O trabalho foi realizado na Ilha Grande, situada ao sul do Estado do Rio de Janeiro, no município de Angra dos Reis. Os animais foram capturados e marcados com um código individual pintado na concha com corretor ortográfico líquido e caneta nanquim. As distâncias de deslocamento, em cm, foram registradas medindo-se as distâncias entre marcadores subsequentes. Os resultados encontrados indicam que o método utilizado é eficaz para marcar individualmente Hypselartemon contusulus em estudos de médio prazo (até nove meses). Sugerimos o uso deste método de marcação para estudos com gastrópodes terrestres ameaçados de extinção, como algumas espécies das famílias Bulimulidae, Megalobulimidae, Streptaxidae e Strophocheilidae. Hypselartemon contusulus não mantém uma distância mínima de seus vizinhos, é ativo ao longo de todo o ano e ao longo do dia, demonstrando atividade de locomoção e predação. Não foram encontrados animais abrigados sob pedra ou madeira morta. Não foram observados locais de atividade em oposição a lugares de repouso/abrigo. Beckianum beckianum (Pfeiffer, 1846) foi a presa preferencial. A densidade populacional variou de 0,57 a 1,2 indivíduos/m2 entre as campanhas de coleta. A espécie desloca-se, em média, 26,57 17,07 cm/24h, na Trilha da Parnaioca, Ilha Grande. A área de vida de H. contusulus é pequena, sendo de, no máximo, 0,48 m2 em três dias e 3,64 m2 em 79 dias. O deslocamento da espécie variou ao longo do ano, mas esta variação não é afetada pelas variáveis ecológicas estudadas. Este é, portanto, um comportamento plástico em H. contusulus e, provavelmente, controlado por fatores endógenos.

Variação sazonal nos parâmetros da comunidade de anuros de folhiço (Amphibia; Anura) da Reserva Natural Salto Morato, sul do Brasil

Neste estudo nós fornecemos os primeiros dados acerca dos parâmetros da comunidade de anuros de folhiço de uma floresta no estado do Paraná, sul do Brasil, incluindo informações sobre riqueza de espécies, densidades específicas e biomassa. Nosso estudo foi realizado na Reserva Natural Salto Morato entre julho de 2009 e abril de 2010. Para amostrar a comunidade de anuros de folhiço usamos 40 parcelas de 4 x 4 m em cada estação do ano (inverno, primavera, verão e outono), totalizando 2.560 m2 de chão de floresta amostrados. Nós amostramos um total de 96 anuros habitando o chão da floresta, pertencentes a sete espécies: Brachycephalus hermogenesi, Ischnocnema guentheri, Haddadus binotatus, Leptodactylus gr. marmoratus, Physalaemus spiniger, Proceratophrys boiei e Rhinella abei. A densidade total de anuros vivendo no chão da floresta foi de 3,73 ind/100m2, sendo I. guentheri (1,37 ind/100m2) a espécie mais numerosa e R. abei (0,19 ind/100m2), a mais rara. A estimativa da biomassa total na comunidade de anuros de folhiço foi de 3,290g. A temperatura foi um fator ambiental significativo para a abundância de anuros de folhiço, enquanto a umidade não foi importante na estruturação da comunidade na área estudada. A abundância, riqueza e densidade variaram consistentemente entre as quatro estações do ano amostradas, com os maiores valores ocorrendo nos meses mais quentes da primavera e verão. Esse estudo aumenta a distribuição geográfica de Brachycephalus hermogenesi.

Os anfíbios da restinga de Grumari, RJ, Brasil, e a comunidade de folhiço em duas zonas arbóreas

Apesar dos habitats de restinga representarem aproximadamente 5.000 km da costa brasileira, o conhecimento disponível sobre a composição da fauna de anuros nestes habitats ainda é restrito a poucas áreas. Estes habitats encontram-se sob intensa pressão imobiliária, com uma densidade demográfica cinco vezes maior do que a média do país, levando a uma ocupação descomedida, degradação e eventual perda destes importantes habitats. Isso é especialmente preocupante para as populações de vertebrados terrestres endêmicos e ameaçados de extinção, devido à dificuldade de recuperação da vegetação das restingas. Atualmente, os remanescentes de restinga ao longo da costa brasileira são representados por fragmentos completamente isolados. Esta é a primeira aproximação da lista de anfíbios da restinga de Grumari, inserida no Parque Natural Municipal de Grumari (PNMG), município do Rio de Janeiro, sudeste do Brasil. É também a primeira pesquisa a analisar a comunidade de anuros de folhiço, e a obter dados de densidade, para as restingas brasileiras. A área está situada no Domínio da Mata Atlântica. O estudo foi conduzido de maio de 2009 a dezembro de 2010 utilizando dois métodos de amostragem: parcelas grandes ou plots de 16 m (4x4 m) e transecções visuais/acústicas. Registramos 22 espécies de anfíbios anuros distribuídas em seis famílias: Leptodactylidae (3), Craugastoridae (1), Bufonidae (1), Strabomantidae (1), Microhylidae (2) e Hylidae (14). Ocorreram dez espécies de anuros de folhiço em 2560 m de chão de floresta amostrados com a metodologia de parcelas grandes durante o estudo. Na zona fechada de pós-praia ocorreram apenas sete espécies de anuros de folhiço, enquanto na mata de restinga ocorreram as dez espécies registradas para a restinga. A densidade geral estimada de anuros de folhiço para a restinga de Grumari foi de 13,1 indivíduos por 100m, superior a cinco de seis estudos publicados com dados de densidade de anuros de folhiço na Mata Atlântica. A biomassa total estimada foi de 13131 g/ha, podendo ser considerada a maior biomassa de anurofauna de folhiço globalmente. Não houve diferença estatisticamente significativa entre as zonas quanto aos parâmetros da comunidade (riqueza, densidade e biomassa), mesmo havendo diferença entre os parâmetros ambientais mensurados nas duas zonas. Os fatores que melhor explicaram a riqueza, a densidade e a biomassa na restinga de Grumari durante a estação chuvosa foram, respectivamente, a temperatura, o diâmetro das árvores/arbustos e o número de árvores/arbustos. A presença de espécies ameaçadas de extinção e endêmicas para o estado do Rio de Janeiro e Mata Atlântica evidencia que a restinga de Grumari é uma área essencial para a conservação da anurofauna dos remanescentes deste habitat no Brasil. Além disso, Grumari é a restinga com maior riqueza de espécies do estado e a segunda maior entre todas as áreas de restinga estudadas até o momento, quanto à anurofauna.

A ecologia em miniatura: o menor tetrápodo do Brasil, Brachycephalus didactylus (Izecksohn, 1971) (Anura: Brachycephalidae) em uma área de Mata Atlântica no Espírito Santo, Sudeste do Brasil

O processo de miniaturização em anuros pode ter implicações ecológicas como, por exemplo, a redução no tamanho da ninhada produzida pelas fêmeas, o aumento do tamanho relativo dos ovos e o desenvolvimento direto. O consequente reduzido tamanho da boca tende também a constituir um fator limitante no consumo de presas por estes pequenos anuros, tornando acessível ao consumo apenas uma gama restrita de presas diminutas. Assim, estudamos parâmetros da ecologia de uma população do anuro Brachycephalus didactylus, em uma área de Mata Atlântica no sul do Espírito Santo, objetivando ampliar o conhecimento sobre tais parâmetros que compreenderam o dimorfismo sexual, algumas características da reprodução, a dieta e a relação com a disponibilidade de atrópodos no folhiço e uso do microhabitat. A amostragem dos dados ocorreu durante um ano, nas estações seca e chuvosa. Brachycephalus didactylus possuiu dimorfismo sexual, com fêmeas sendo maiores do que os machos. O maior tamanho atingido pelas fêmeas provavelmente resulta da seleção intrassexual atuando nas fêmeas para favorecer um maior investimento na massa dos ovos, já que a espécie possui um tamanho de ninhada consideravelmente reduzido (um a dois ovos). A dieta de B. didactylus foi composta por um espectro relativamente amplo de presas (17 itens), tendo elevadas proporções de pequenas presas como Acari e Collembola. O consumo de Formicidae (formigas) foi evitado por B. didactylus, apesar de essa presa ser a mais abundante no folhiço, o que categorizou o anuro como um "especialista em não comer formigas" ("non-ant specialist", sensu Toft 1980a). O reduzido tamanho da boca nas fêmeas de B. didactylus limitou o tamanho máximo de presas passíveis de serem ingeridas pelo anuro e restringindo-o ao consumo de presas pequenas, com maiores indivíduos consumindo um número maior de presas. Por fim, B. didactylus apresentou uma utilização essencialmente horizontal do hábitat, sendo mais frequentemente encontrado sobre o folhiço no chão da mata.

A influência da espécie exótica invasora Artocarpus heterophyllus (jaqueira) sobre a comunidade de anuros de serrapilheira em uma área de Mata Atlântica no Sudeste do Brasil

O processo de introdução de espécies é reconhecido como a segunda causa mais importante de erosão da diversidade biológica em muitos ambientes no Brasil e no mundo. As espécies invasoras possuem não apenas o poder de sobrevivência e adaptação em outros ambientes, mas a capacidade de dominar a diversidade biológica nativa através da alteração das características básicas dos processos ecológicos naturais e das interações. A jaqueira, Artocarpus heterophyllus Lamarck (Moraceae), tem sua origem nas florestas tropicais da Índia, tendo sido introduzida no Brasil ainda no período Colonial e atualmente é invasora em áreas de Mata Atlântica. Este estudo fornece os primeiros dados sobre a influência da espécie exótica invasora Artocarpus heterophyllus sobre comunidades de anuros de folhiço. As amostragens foram realizadas em uma área de Mata Atlântica, no litoral sudoeste do estado do Rio de Janeiro, incluindo informações sobre riqueza de espécies, densidades específicas e parâmetros ambientais. Nosso estudo foi realizado no Parque Estadual da Ilha Grande entre janeiro de 2009 e março de 2011. Para amostrar a comunidade de anuros de folhiço usamos 154 parcelas de 5 x 5 m, sendo 77 delas em áreas com jaqueiras e 77 em áreas sem jaqueiras, totalizando 3.850 m de chão de floresta amostrados. Nós amostramos um total de 613 anuros habitando o chão da floresta, pertencentes a dez espécies: Brachycephalus didactylus; Chiasmocleis sp.; Haddadus binotatus; Ischnocnema guentheri; Ischnocnema octavioi; Ischnocnema parva; Leptodactylus marmoratus; Physalaemus signifer; Rhinnela ornata e Zachaenus parvulus. Seis das dez espécies foram comuns às áreas com e sem jaqueiras, sendo a similaridade entre as duas áreas de 60%. As áreas com jaqueiras tiveram o dobro (N = 18) de parcelas sem nenhum anfíbio. O número de anfíbios registrados nas parcelas com jaqueiras (38%) foi menor do que o encontrado nas áreas sem jaqueiras (62%). O anfíbio predominante no folhiço em ambas às condições foi Ischnocnema parva, tendo abundancia maior nas parcelas sem jaqueiras. A densidade total de anuros vivendo no chão da floresta nas áreas com jaqueiras (12,2 ind/100 m) foi menor que nas áreas sem jaqueiras (19,7 ind/100 m). Entre os parâmetros ambientais analisados os que possuíram maior influência sobre a abundância de anfíbios foram a profundidade do folhiço e o pH do solo. Os dados sugerem que a jaqueira, além de ocupar o habitat de espécies nativas, é capaz de promover alterações na estrutura desses habitats que irão intervir na fauna do local.

Diversidade e padrões estruturais da vegetação halófila-psamófila das restingas do Rio de Janeiro

As restingas do Estado do Rio de Janeiro são áreas de sedimentação predominantemente quaternária, descontínuas geograficamente, formadas em função das mudanças paleoclimáticas, flutuações do nível do mar e transporte longitudinal de sedimentos. A diversidade e a estrutura da vegetação halófila-psamófila presente nestas restingas são os principais focos deste estudo, onde foram analisadas a similaridade florística, as formas de vida e síndrome de dispersão, o padrão de riqueza e diversidade, a distribuição das espécies e os parâmetros de cobertura vegetal, serrapilheira, solo desnudo e salinidade da água do mar. Foram amostradas nove áreas de restinga, a saber, Praia do Sul, Marambaia, Grumari, Marapendi, Maricá, Massambaba, Barra de São João, Jurubatiba e São João da Barra. Foram encontradas 90 espécies, distribuídas em 33 famílias, 69 gêneros, sendo as famílias de maior riqueza específica: Asteraceae (10), Poaceae (9 espécies), Fabaceae (9) e Rubiaceae (6). Foi registrada uma baixa riqueza de espécies nas áreas avaliadas, variando de 25 a 48. Somente 11 espécies ocorreram em todas as áreas (Alternanthera maritima, Blutaparon portulacoides, Canavalia rosea, Cereus fernambucensis, Euphorbia hyssopifolia, Ipomoea imperati, Ipomoea pes-caprae, Panicum racemosum, Remirea maritima, Sporobolus virginicus, Stenotaphrum secundatum), e 12 são dominantes, em uma ou mais áreas (Allagoptera arenaria, Alternanthera maritima, Blutaparon portulacoides, Canavalia rosea, Ipomoea imperati, Ipomoea pes-caprae, Mollugo verticillata, Panicum racemosum, Remirea maritima, Spermacoce capitata, Sporobolus virginicus, Stenotaphrum secundatum), existindo um grande número de espécies raras. O índice de diversidade de Shannon variou de 1,49 a 2,40, e a equabilidade de Pielou de 0,82 a 0,60. O agrupamento formou dois grandes grupos, sendo o primeiro constituído por Barra de São João, Praia do Sul, Marambaia, Grumari e Marapendi, e o segundo por Jurubatiba, São João da Barra, Maricá e Massambaba. As áreas mais similares floristicamente foram Maricá e Massambaba (58%), Grumari e Marapendi (56%), e Barra de São João e Praia do Sul (50%). A vegetação apresenta uma flora característica, com diferença na composição entre as áreas, e similaridade entre áreas geograficamente mais próximas. Um terço das espécies identificadas são caméfitos (34,56%), seguida por fanerófitos (20,98%), geófitos (16,04%), hemicriptófitos (12,34%), terófitos (13,58%) e duas lianas. Na dispersão predomina a autocoria (41,97%), anemocoria (33,33%) e zoocoria (24,69%). O tamanho das áreas perpendicularmente ao mar não está relacionado com aumento da riqueza, nem apresenta o padrão de aumento com o distanciamento do mar. Existem diferenças da riqueza e da diversidade entre as áreas, não havendo uma homogeneidade ao longo do litoral. Há uma zonação, com espécies distribuídas próximas ao mar (Allagoptera arenaria, Alternanthera maritima, Blutaparon portulacoides, Canavalia rosea, Cassytha filiformis, Cereus fernambucensis, Hydrocotyle bonariensis, Ipomoea pes-caprae, Schinus terebinthifolia, Sophora tomentosa, Stenotaphrum secundatum, Cyrtocymura scorpioides), e ao longo do gradiente perpendicular ao mar (Chamaecrista flexuosa, Euphorbia hyssopifolia, Ipomoea imperati, Mollugo verticillata, Panicum racemosum, Paspalum maritimum, Remirea maritima, Sporobolus virginicus). O modelo de série logarítmica é o que melhor representa a vegetação, independente da diversidade ou riqueza. A cobertura vegetal variou entre as áreas. A serrapilheira e o solo desnudo estão estreitamente relacionados com a cobertura vegetal, havendo variação entre as áreas.

A riqueza e diversidade de anfíbios anuros da Serra do Mendanha, Estado do Rio de Janeiro, RJ: grau de conservação da floresta, variação altitudinal e uso de recursos hídricos

Os anfíbios anuros que habitam o bioma Mata Atlântica, especialmente em sua floresta ombrófila densa, são pouco conhecidos sob diversos aspectos de sua ecologia, existindo poucas informações disponíveis na literatura científica. Estes dados estão limitados a poucas localidades, geralmente estudos realizados em fragmentos remanescentes do sudeste brasileiro. A mata bem conservada que recobre os 3300 ha da Serra do Mendanha, apesar de localizada na região metropolitana do Estado do Rio de Janeiro, ainda não tinha sua anurofauna conhecida. No presente estudo, recolhemos informações ecológicas sobre as espécies que habitam a região, especialmente da assembléia encontrada no folhiço que recobre o solo, com o uso de diferentes metodologias: armadilhas de queda; parcelas cercadas; procura visual e auditiva em transecções e encontros ocasionais; assim como dados abióticos do ambiente regional (profundidade do folhiço; níveis de pH; taxa de oxigênio dissolvido; temperaturas do ar e da água; umidade do ar). Exemplares-testemunho foram fixados e depositados na coleção de anfíbios do Museu Nacional, Rio de Janeiro. A anurofauna da Serra do Mendanha é composta por pelo menos 44 espécies que estão distribuídas em 12 famílias, sendo a família Hylidae com o maior número de espécies (50%, n = 22), enquanto que Physalaemus signifer foi a espécie mais abundante (18%, n = 272), sendo habitante do folhiço. A espécie Rhinella ornata contribuiu com a maior biomassa (m = 548 g). Identificamos uma nova espécie de anuro (Brachycephalidae), que também habita o folhiço das cotas altimétricas acima de 700 m. Biogeograficamente a comunidade de anuros da área estudada indicou ser mais similar (68%) com a comunidade da região da Serra da Tiririca e arredores. Comparando-se os três tipo de fisionomias, ou mesohábitats, existentes na Serra do Mendanha, em termos de riqueza e diversidade, a floresta secundária indicou ter os mais elevados índices, seguido pela floresta pouco perturbada e pela monocultura de bananeiras. A assembléia de anuros que habita o folhiço da Serra do Mendanha é composta por nove espécies, que pouco diferiu ao longo de um gradiente altitudinal (0 a 900 m), com o registro das espécies Euparkerella brasiliensis, H. binotatus, Leptodactylus marmoratus e Zachaenus parvulus na maioria das cotas altimétricas. A altitude, a declividade e profundidade do folhiço foram as variáveis abióticas que mais influenciaram na distribuição de abundância e de riqueza de espécies do folhiço. Na estação úmida (setembro a março) a densidade de anuros no folhiço foi de 10,4 ind./100m2, enquanto que na estação seca (abril a agosto) houve uma redução de 34,6% (6,8 ind./100m2). As assembléias de anuros utilizam os recursos hídricos disponíveis na Serra do Mendanha (água da chuva, córregos, fitotelmas, rios e umidade do ar), de diferentes formas, associadas diretamente ao modo reprodutivo de cada espécie. A altitude, a temperatura da água e o pH afetaram a distribuição de espécies de girinos nos diferentes sítios reprodutivos. O modo reprodutivo 1 foi o mais freqüente (n = 18) entre os 14 modos identificados. O estudo de 12 poças (lênticas e lóticas) indicou que estas diferiram consistentemente entre si, seja nas suas dimensões, na composição de suas assembléias de girinos e nos seus componentes abióticos. Diversos predadores de girinos foram encontrados em algumas poças. A assembléia de girinos de cada poça indicou ser moldada pela interação de diferentes fatores ambientais, ecológicos e filogenéticos de cada espécie

森林生态系统中养分循环特征的比较研究

　通过研究都江堰地区三个不同林型下（般若寺亚热带常绿阔叶林、龙池杉木林、月亮湾楠木林）土壤氮素分布的异质性及其矿化动态、凋落物的分解，得出以下结论： 　　1. 在野外用顶盖埋管法培养土壤，测定土壤中的速效氮含量变化，我们发现，尽管铵态氮含量在三种林型下都大于硝态氮含量，但只有在龙池杉木纯林下净氨化速率和净硝化速率基本持平，其它两种林型下，净硝化速率都远远大于净氨化速率。净硝化速率的增强，暗示着土壤的退化程度的加剧。 　　2. 净氨化速率和净氮矿化速率在三种林型下均和土壤温度呈现一定程度的负相关，其中净氨化速率在龙池杉木纯林下和土壤温度达到了显著的负相关。而硝化速率在三种林型下均和土壤温度呈一定程度的正相关。这说明，虽然温度是影响净硝化速率、净氨化速率和净氮矿化速率的最重要的环境因子之一，但温度是通过影响土壤微生物的种群、数量和活力等来影响上述过程的，而由于生长环境的巨大差异性，温度的影响效果会出现很大的差异。另外，土壤含水量对三种林型下的净硝化速率、净氨化速率和净氮矿化速率也有很大的影响，但均没有达到显著的相关。 　　3. 不同的林型下具有不同物种多样性，而物种多样性会通过凋落物的质量和数量，土壤微生物类群的组成和性质以及植被盖度等角度对森林生态系统的土壤氮素循环产生深刻的影响。生物多样性的丧失会导致土壤无机氮（特别是硝态氮）流失的潜力增加，导致无机氮库的逐渐缩小。速效氮含量迅速降低。 　　4.铵态氮和硝态氮共同组成了土壤无机氮的绝大部分。但由于硝态氮易于淋溶, 从地表径流中流失，易被植物吸收，也可能通过反硝化损失掉，因此硝态氮的含量常常表现出较大的波动性，而且硝态氮的含量要远低于铵态氮的含量。但硝态氮占总速效氮的比例在不同的研究地点和时间上有很大的差别。 　　5 通过地统计学的变异函数和时间序列分析，我们发现，全氮和铵态氮在整个研究区域的异质性很大，并且异质性随着时间的推移发生了很大的变化，其中全氮和铵态氮的自相关尺度变化不大，但空间自相关度随着时间的推移变化明显，这说明，随着时间的推进，全氮和铵态氮的空间格局在大尺度上的变化很小，在小尺度的却发生了很大的变化。本研究还发现，对于全氮和铵态氮的空间异质性格局进行地统计学分析时，最小取样间隔应小于5米，并且铵态氮由于其自身的不稳定性，其在小尺度的空间异质性格局更明显，而其取样间隔应小于全氮的取样间隔。 　　6. 应用网袋法进行凋落物分解的实验，发现混合凋落物的分解速率在第一年就比按各组分混合比例计算的理论值更低。说明在本实验中几种凋落物——黄牛奶树、青冈栎、栲树和润楠的混合对分解没有促进作用。 　　7. 土壤湿度和凋落物干物质分解密切相关，而不同林地的温度差异对干物质分解影响不大。但对于具体元素（本文中的C和N）的分解而言，分解受更复杂的机制调节，其中可能包括不同林型土壤中的分解微生物群落以及土壤理化性质的差异，相比之下，土壤湿度影响就不重要了。 　　8. 初始凋落物中的C/N浓度的比值显著影响分解速率，和腐解率呈显著负相关。因此可以用它来预测分解。在N的分解中，初始凋落物中的N浓度也会影响分解，具体反映在初始N浓度和实验截止时的N浓度成正比。 　　9. 亚热带气候下，凋落物的分解比在暖温带分解要快，并且初始凋落物中N元素的含量普遍较高，因而在分解中没有出现大量富集。 　　10.凋落物质量本身分解较快的树种，有机质的分解并没有相应快，说明在凋落物干物质降解过程中占主要地位的不是有机质。

人工林凋落叶分解对土壤性质的影响

研究人工林凋落叶分解对土壤性质的影响,为防止土壤退化、增加土壤肥力提供理论指导。【方法】采集四川岷江流域上游的4种(连香树(Cercidiphyllum japonicum)、云南松(Pinus yunnanensis)、糙皮桦(Betula1 utilis)和云杉(Picea asperata))林木凋落叶及林地土壤样品,通过对当年凋落叶进行240 d室内分解培养试验,探讨不同凋落叶在分解过程中对土壤性质的影响。【结果】云杉和云南松凋落叶分解使土壤pH值降低,糙皮桦和连香树凋落叶分解使土壤pH值增加;4种凋落叶分解过程中,土壤有机质和全氮含量,土壤微生物量C、N以及4种土壤酶(蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶和蛋白酶)活性均有所增加。【结论】土壤有机质、全N、微生物量、酶活性增加的幅度与凋落叶分解速率及养分释放率有密切关系,凋落叶分解的越快,土壤状况改善的越明显。

次生植被土壤碳、氮养分季节动态及凋落物输入与温度的影响

土壤微生物量、可溶性有机碳与氮虽然只占土壤有机碳、氮总量的较小部分，但可以在土壤全碳、氮变化之前反映土壤微小的变化，又直接参与土壤生物化学转化过程，因而在植被恢复过程中，较其它土壤理化性质等能够更好地指示土壤恢复情况。在青藏高原东缘存在大面积的次生人工林替代灌丛或采伐迹地，而关于这些人工林替代后的生态效果和生态过程的评估却十分缺乏，本研究通过评估岷江上游植被恢复重建过程中典型人工替代次生植被凋落物层与土壤碳、氮等养分大小，动态监测土壤微生物生物量、水溶性碳、氮等指标，结合温度与凋落物输入等影响土壤活性有机碳、氮因子的控制试验，系统分析不同人工替代次生植被土壤碳、氮等养分的差异原因，试图寻找低效人工林优化调控与持续管理技术，为区域生态公益林持续管理提供理论和技术依据。主要结论如下： 1. 通过对不同人工替代次生植被凋落物层和土壤碳、氮分析发现，油松和华山松人工林替代次生灌丛后土壤碳、氮含量较灌丛和阔叶人工林低，主要原因可能为凋落物质量(C/N)较差，而引起碳、氮等元素难以归还土壤。进而通过对不同人工替代次生植被凋落物层和土壤微生物生物量、水溶性有机碳、氮等指标的季节性动态模式的分析，发现各次生植被土壤微生物生物量C、N，P以及土壤水溶性碳、氮含量均呈明显季节性动态，呈现秋季明显大于其它季节，冬季最低，在表层土壤最为明显。 2. 油松、华山松人工林凋落物层和土壤水溶性有机碳(WDOC)、土壤水溶性有机氮(WDON)明显低于灌丛和连香树，土壤微生物生物量C、N也以油松和华山松人工林最低，而落叶类植被，如灌丛、连香树和落叶松之间没有明显差异，说明可利用底物的数量和质量差异是影响各次生植被凋落物分解和土壤微生物活性的主要原因。MBC/OC和MBN/ON能较好地指示土壤微生物活性的变化，MBC/OC凋落层总体以灌丛和连香树人工林最高，油松和华山松人工林最低；而土壤中MBC/OC连香树人工最高，华山松人工林最低。说明以油松和华山松为主的人工造林替代乡土阔叶灌丛造成土壤C、N等养分严重匮乏，微生物活性低下是影响其养分周转的主要原因。 3. 从各次生植被凋落物产生看，凋落物年归还量最大的为华山松人工林(5.1×103 kg ha-1)，其次为落叶松人工林(4.8×103 kg ha-1)，阔叶灌丛林地凋落物产生总量(4.4×103 kg ha-1)略大于油松人工林(4.2×103 kg ha-1)，最小的为连香树人工林(3.6×103 kg ha-1)；叶是凋落物的主体，落叶类树种月动态表现为单峰型，高峰主要在10-11月，如落叶松、连香树和灌丛林；常绿的松类月动态不明显，各月基本相同，最为明显地为油松林，华山松人工林略有二个小峰，分别出现在11月和5月。落叶阔叶灌丛的凋落物分解速率大于常绿针叶林，如油松和华山松。结合凋落物的产生量和分解速率，不同树种人工林替代次生阔叶灌丛后，人工油松和华山松林枯落物总贮量和厚度明显大于落叶松人工林、灌丛林和连香树人工林，说明以油松和华山松为主的人工造林替代乡土阔叶灌丛延缓了有机物向土壤的顺利归还，不利于土壤C、N等养分循环。 4. 通过控制地面凋落物和地下根系输入有机物对土壤碳、氮的影响研究发现，(1) 单独去除根系以及根系与地面凋落物同时去除处理1年后对表层(0-10cm)土壤WDOC均没有显著影响，而土壤WDON显著增加，油松人工林土壤微生物生物量C、N显著降低，人工落叶松林没有显著差异，说明油松人工林土壤微生物活性对地下碳输入的依赖大于其它次生植被，而落叶松土壤微生物活性对地下碳输入依赖性较小；去除地面凋落物，明显降低了落叶松人工林土壤WDOC，华山松和连香树土壤WDON均较对照显著减少，油松人工林土壤微生物量C较对照显著减少；双倍增加地面凋落物处理对土壤微生物生物量、WDOC和WDON没有明显地增加，相反，连香树、华山松和油松人工林土壤WDON较对照减少。说明油松人工林微生物活性不仅依赖于地下碳输入，而且对地上有机物输入的依赖性也较大；连香树、落叶松和华山松人工林土壤微生物生物量并没有因地面凋落物的去除减少可能与土壤总有机碳含量及活性均较高有关，而双倍增加地面凋落物反而降低了土壤微生物生物量，说明凋落物覆盖后改变了土壤微气候。 5. 碳矿化累积量与有机碳含量和活性有机碳含量之间存在显著地正相关关系。凋落物碳累积矿化量、矿化速率以连香树最高，油松和华山松人工林次之，落叶阔叶灌丛低于常绿针叶纯林，导致其差异的主要原因可能为凋落物产生的时间动态模式不一样，致使凋落物起始分解时间不一致。而土壤层有机碳矿化速率和矿化量以阔叶落叶灌丛和连香树最高，油松和华山松人工土壤最低，再次证实利用针叶纯林恢复植被阻碍了有机质周转与循环。 6. 凋落物累积矿化量与C/N值呈显著地相关关系，并随着温度的升高而明显增加，而土壤累积矿化量与C/N值没有显著相关关系，说明土壤有机碳质量(C/N)对温度的响应不十分明显。通过双指数模型对不同温度下碳矿化过程进行模拟和计算出活性有机碳与惰性有机碳比例，发现温度升高促进了惰性有机碳向活性有机碳的转化，增加了活性有机碳含量，说明温度升高可促进次生植被凋落物与土壤有机质的分解，进而可影响到林地碳源/汇关系的变化。 综上，通过对不同人工替代次生植被凋落物与土壤C、N大小、以及土壤微生物生物量、水溶性C、N等指标动态变化模式研究，结合温度与凋落物数量输入等影响土壤活性C、N因子的综合分析，以油松和华山松人工纯林对山地植被恢复，延缓或阻碍了有机质周转与循环，造成了土壤肥力退化。对现有低效人工纯林改造，应为地面大量有机物分解创造条件。 Although soil microbial biomass, dissolved organic carbon (DOC) and dissolved organic nitrogen (DON) are a small part of total soil organic carbon and nitrogen, they can directly participate in the process of soil biochemical translation and indicate the fine changes before changes of soil total organic carbon and nitrogen occur. So, they are good indexes to indicate soil restoration condition during the process of vegetation rehabilitation. There are large areas of secondary vegetations which substitute for indigenous shrubs in the eastern fringe of Qinghai-Tibet Plateau. However, it is not well known that the ecological effect and process after substitution by different secondary plantations. Based on comparison of soil organic and nitrogen contents in litter layer and soil under different secondary vegetations in upper reaches of Minjiang River, soil microbial biomass, DOC and DON in litter layer and soil were investigated in order to analyze the seasonal dynamic. Combining the effects of temperature, litter input and root exclusion on soil microbial biomass, DOC and DON, we also aim to understand the reason and mechanism of difference in soil carbon and nitrogen contents among different secondary vegetations. The study would contribute to comprehensively understanding C and N cycling processes and provide optimal control and sustainable technology of low-effect plantations in these regions. The results are as follows: (1) Organic carbon and nitrogen in litter layers and soil under different substitution plantations were investigated. The results showed that contents of soil organic carbon and nitrogen were lower in P. tabulaeformis (PT) and P. armandi Franch(PA) than those in native broad-leaf shrub and broad-leaf plantation. The low quality (C/N) of litter in PT and PA plantations caused carbon and nitrogen returning to soil difficultly. Seasonal dynamic of soil microbial carbon (MBC),-nitrogen (MBN),-phosphor (MBP), and WDOC and WDON showed similar pattern, which had the highest values in autumn and the lowest values in winter. (2) WDOC and WDON in litter layers and soil under PT and PA plantations were significantly lower than those in native broad-leaf shrub and Cercidiphyllum japonicum Sieb. et Zucc.(CJ). Soil MBC and MBN were also the lowest, while there were no significant differences among deciduous vegetations, i.e. native broad-leaf shrub, CJ and Larix kaempferi Lamb.(LK) plantation. The results suggested that difference in quantity and quality of available substance was main reason that affected the activity of microbe in soil and litter layer. MBC/OC and MBN/ON were good indexes to indicate the change of soil microbial activity. MBC/OC of litter had the highest value under native broad-leaf shrub and CJ plantation, and had the lowest value in PT and PA plantations, while MBC/OC of soil was the highest under CJ plantation, and was the lowest in PT and PA plantations. These results indicated that PT and PA plantations substituting for native broad-leaf shrub caused deficit of carbon and nitrogen in soil, low microbial activity was a main reason influencing the cycling and turnover of carbon and nitrogen in soil. (3) The annual litter fall production, composition, seasonal dynamic and decomposition of five typical secondary stands in upper reaches of Minjiang River were studied in this paper. The annual litter productions were: PA (5.1×103 kg ha-1), LK(4.8×103 kg ha-1), native broad-leaf shrub (4.4×103 kg ha-1), PT(4.2×103 kg ha-1)，CJ(3.6×103 kg ha-1). The litter production of leaves in five secondary vegetations occupied a higher percentage in the annual total litter production than those of other components. The litterfall was mostly producted in the cool and dry period (October-November) for deciduous vegetations and relatively equably producted in every season for evergreen coniferous vegetations. The decomposition rate of leaf litter in the broad-leaf stand was higher than those in evergreen coniferous stand. Combined with annual litter fall production and decomposition rate of leaf litter, we found that stock and depth of litter layer were significantly larger in PT and PA plantations than those in native broad-leaf shrub, LK and CJ plantations. The results confirmed that PT and PA plantations substituting for native broad-leaf shrub delayed organic matter returning to soil and hindered cycling of carbon and nitrogen again. (4) We explored plant litter removal, double litter addition, root trenching, and combining root trenching and litter removal treatments to examine the effects of above- and belowground carbon inputs on soil microbial biomass, WDOC and WDON in four secondary plantations. During the experimental period from June 2007 to July 2008, 1 year after initiation of the treatments, WDOC in soil did not vary in root trenching, and combining root trenching and litter removal treatments, while WDON in soil significantly increased compared with CK treatment. Root trenching reduced soil MBC and MBN in PT plantation, while MBC and MBN in soil did not vary in LK plantation. The rasults implied that soil microbial activity was more dependent on belowground carbon input in PT plantation than those in other secondary plantations, on the contrary, soil microbial activity in LK plantation was not dependent on belowground carbon input. Plant litter removal significantly decreased soil WDOC in LK plantation, decreased WDON in PA and CJ plantations, and also significantly reduced soil MBC in PT plantation. However, double litter addition did not increase soil microbial biomass, WDOC and WDON, on the contrary, soil WDON in CJ, PA and PT plantations were decreased. These suggested that soil microbial activity was not only dependent on belowground carbon input, but also on aboveground organic material input. Double litter addition could change the microclimate and result in the decrease of soil microbial activity in CJ, PA and PT plantations. (5) We measured carbon mineralization in a 107 days incubation experiment in 5℃,15℃ and 25℃. Carbon cumulative mineralization was positively correlated with organic matter and labile organic carbon in litter layer and soil. Cumulative carbon mineralization and mineralization rate of litter layers in PT and PA plantations were higher than that in native broad-leaf shrub. This difference between native broad-leaf shrub and coniferous plantations in cumulative carbon mineralization and mineralization rate of litter layers could be attributed to the initiating time of decomposition due to the difference in seasonal dynamic of litter fall production between two types of secondary plantations. However, cumulative carbon mineralization and mineralization rate in soil were the highest in native broad-leaf shrub and CJ plantation, and were the lowest in PT and PA plantations. This also confirmed that PT and PA plantations substituting for native broad-leaf shrub hindered the cycling and turnover of organic matter again. (6) Carbon cumulative mineralization was positively correlated with C/N in litter layer and increased with temperature increasing, while carbon cumulative mineralization was not correlated with C/N in soil. This indicated that soil organic matter quality (C/N) was insensitive to temperature. Applying bi-exponential model, we computed the percent of labile and stable carbon in different temperature incubation and found that temperature increasing would accelerate the transform from stable carbon to labile carbon and increase the percentage of labile organic carbon. This illuminated that temperature incraesing could facilitate the decomposition of litter and soil organic matter in secondary vegetations and hence affect the relationship between carbon source and sink.