Edaphic influences on plant community adaptation in the Chiquibul forest of Belize

Edaphic variables figure significantly in plant community adaptations in tropical ecosystems but are often difficult to resolve because of the confounding influence of climate. Within the Chiquibul forest of Belize, large areas of Ultisols and Inceptisols occur juxtaposed within a larger zone of similar climate, permitting unambiguous assessment of edaphic contributions to forest composition. Wet chemical analyses, X-ray diffraction and X-ray fluorescence spectroscopy were employed to derive chemical (pH, exchangeable cations, CEC, total and organic C, total trace elements) and physical (texture, mineralogy) properties of four granite-derived Ustults from the Mountain Pine Ridge plateau and four limestone-derived Ustepts from the San Pastor region. The soils of these two regions support two distinct forests, each possessing a species composition reflecting the many contrasting physicochemical properties of the underlying soil. Within the Mountain Pine Ridge forest, species abundance and diversity is constrained by nutrient deficiencies and water-holding limitations imposed by the coarse textured, highly weathered Ultisols. As a consequence, the forest is highly adapted to seasonal drought, frequent fires and the significant input of atmospherically derived nutrients. The nutrient-rich Inceptisols of the San Pastor region, conversely, support an abundant and diverse evergreen forest, dominated by Sabal mauritiiformis, Cryosophila stauracantha and Manilkara spp. Moreover, the deep, fine textured soils in the depressions of the karstic San Pastor landscape collect and retain during the wet season much available water, thereby serving as refugia during particularly long periods of severe drought. To the extent that the soils of the Chiquibul region promote and maintain forest diversity, they also confer redundancy and resilience to these same forests and, to the broader ecosystem, of which they are a central part. (C) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Accumulated metal speciation in earthworm populations with multi-generational exposure to metalliferous soils: cell fractionation and high energy synchrotron analyses

Predicting metal bioaccumulation and toxicity in soil organisms is complicated by site-specific biotic and abiotic parameters. In this study we exploited tissue fractionation and digestion techniques, combined with X-ray absorption spectroscopy (XAS), to investigate the whole-body and subcellular distributions, ligand affinities, and coordination chemistry of accumulated Pb and Zn in field populations of the epigeic earthworm Lumbricus rubellus inhabiting three contrasting metalliferous and two unpolluted soils. Our main findings were (i) earthworms were resident in soils with concentrations of Pb and Zn ranging from 1200 to 27 000 mg kg(-1) and 200 to 34 000 mg kg(-1), respectively; (ii) Pb and Zn primarily accumulated in the posterior alimentary canal in nonsoluble subcellular fractions of earthworms; (iii) site-specific differences in the tissue and subcellular partitioning profiles of populations were observed, with earthworms from a calcareous site partitioning proportionally more Pb to their anterior body segments and Zn to the chloragosome-rich subcellular fraction than their acidic-soil inhabiting counterparts; (iv) XAS indicated that the interpopulation differences in metal partitioning between organs were not accompanied by qualitative differences in ligand-binding speciation, because crystalline phosphate-containing pyromorphite was a predominant chemical species in the whole-worm tissues of all mine soil residents. Differences in metal (Pb, Zn) partitioning at both organ and cellular levels displayed by field populations with protracted histories of metal exposures may reflect their innate ecophysiological responses to essential edaphic variables, such as Ca2+ status. These observations are highly significant in the challenging exercise of interpreting holistic biomarker data delivered by "omic" technologies.

Análise da composição e estrutura da comunidade arbustivo-arbórea de savana no sudoeste de Mato Grosso-Brasil

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Biologia Vegetal) - IBRC

A ocorrência de espécies de cerrado em 18 fragmentos com fisionomia florestal no noroeste do estado de São Paulo e as carcterísticas do solo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Fatores abióticos condicionantes da distribuição de espécies arbóreas em quatro formações florestais do Estado de São Paulo

No estudo das comunidades florestais, estabelecer a importância relativa dos fatores que definem a composição e a distribuição das espécies é um desafio. Em termos de gradientes ambientais o estudo das respostas das espécies arbóreas são essenciais para a compreensão dos processos ecológicos e decisões de conservação. Neste sentido, para contribuir com a elucidação dos processos ecológicos nas principais formações florestais do Estado de São Paulo (Floresta Ombrófila Densa de Terras Baixas, Floresta Ombrófila Densa Submontana, Floresta Estacional Semidecidual e Savana Florestada) este trabalho objetivou responder as seguintes questões: (I) a composição florística e a abundância das espécies arbóreas, em cada unidade fitogeográfica, variam conforme o gradiente edáfico e topográfico?; (II) características do solo e topografia podem influenciar na previsibilidade de ocorrência de espécies arbóreas de ampla distribuição em diferentes tipos vegetacionais? (III) existe relação entre o padrão de distribuição espacial de espécies arbóreas e os parâmetros do solo e topografia? O trabalho foi realizado em parcelas alocadas em unidades de conservação (UC) que apresentaram trechos representativos, em termos de conservação e tamanho, das quatro principais formações florestais presentes no Estado de São Paulo. Em cada UC foram contabilizados os indivíduos arbóreos (CAP ≥ 15 cm), topografia, dados de textura e atributos químicos dos solos em uma parcela de 10,24 ha, subdividida em 256 subparcelas. Análises de correspodência canônica foram aplicadas para estabelecer a correspondência entre a abundância das espécies e o gradiente ambiental (solo e topografia). O método TWINSPAN modificado foi aplicado ao diagrama de ordenação da CCA para avaliar a influência das variáveis ambientais (solo e topografia) na composição de espécies. Árvores de regressão \"ampliadas\" (BRT) foram ajustadas para a predição da ocorrência das espécies segundo as variáveis de solo e topografia. O índice de Getis-Ord (G) foi utilizado para determinar a autocorrelação espacial das variáveis ambientais utilizadas nos modelos de predição da ocorrência das espécies. Nas unidades fitogeográficas analisadas, a correspondência entre o gradiente ambiental (solo e topografia) e a abundância das espécies foi significativa, especialmente na Savana Florestada onde observou-se a maior relação. O solo e a topografia também se relacionaram com a semelhança na composição florística das subparcelas, com exceção da Floresta Estacional Semicidual (EEC). As principais variáveis de solo e topografia relacionadas a flora em cada UC foram: (1) Na Floresta Ombrófila Densa de Terras Baixas (PEIC) - teor de alumínio na camada profunda (Al (80-100 cm)) que pode refletir os teor de Al na superfície, acidez do solo (pH(H2O) (5-25 cm)) e altitude, que delimitou as áreas alagadas; (2) Na Floresta Ombrófila Densa Submontana (PECB) - altitude, fator que, devido ao relevo acidentado, influencia a temperatura e incidência de sol no sub-bosque; (3) Na Savana Florestada (EEA) - fertilidade, tolerância ao alumínio e acidez do solo. Nos modelos de predição BRT, as variáveis químicas dos solos foram mais importantes do que a textura, devido à pequena variação deste atributo no solo nas áreas amostradas. Dentre as variáveis químicas dos solos, a capacidade de troca catiônica foi utilizada para prever a ocorrência das espécies nas quatro formações florestais, sendo particularmente importante na camada mais profunda do solo da Floresta Ombrófila Densa de Terras Baixas (PEIC). Quanto à topografia, a altitude foi inserida na maioria dos modelos e apresentou diferentes influências sobre as áreas de estudo. De modo geral, para presença das espécies de ampla distribuição observou-se uma mesma tendência quando à associação com os atributos dos solos, porém com amplitudes dos descritores edáficos que variaram de acordo com a área de estudo. A ocorrência de Guapira opposita e Syagrus romanzoffiana, cujo padrão variou conforme a escala, foi explicada por variáveis com padrões espaciais agregados que somaram entre 30% e 50% de importância relativa no modelo BRT. A presença de A. anthelmia, cujo padrão também apresentou certo nível de agregação, foi associada apenas a uma variável com padrão agregado, a altitude (21%), que pode ter exercido grande influência na distribuição da espécie ao delimitar áreas alagadas. T. guianensis se associou a variáveis ambientais preditoras com padrão espacial agregado que somaram cerca de 70% de importância relativa, o que deve ter sido suficiente para estabelecer o padrão agregado em todas as escalas. No entanto, a influência dos fatores ambientais no padrão de distribuição da espécie não depende apenas do ótimo ambiental da espécie, mas um resultado da interação espécie-ambiente. Concluiu-se que: (I) características edáficas e topográficas explicaram uma pequena parcela da composição florística, em cada unidade fitogeográfica, embora a ocorrência de algumas espécies tenha se associado ao gradiente edáfico e topográfico; (II) a partir de características dos solos e da topografia foi possível prever a presença de espécies arbóreas, que apresentaram particularidades em relação a sua associação com o solo de cada fitofisionomia; (III) a partir de associações descritivas o solo e a topografia influenciam o padrão de distribuição espacial das espécies, na proporção em que contribuem para a presença das mesmas.

Species performance and site relationships for rainforest timber species in plantations in the humid tropics of Queensland

The performance of 32 tropical rainforest and eucalypt tree species grown in private, mixed species plantations was examined. There were two objectives: 1) to summarise the growth of species by soil and rainfall classes, 2) to investigate the degree of variability in growth rates with respect to environmental variables. Data were collected from 112 plots established in the Community Rainforest Reforestation Program (CRRP) plantations across sites in the humid tropics of central and north Queensland. Sites ranged from sea level to 1160 m above sea level, with annual rainfall from 800 mm to 4300 mm, on soils derived from basalt, metamorphic and granite parent material. Species performance was significantly related to climatic and edaphic variables but the strength of these relationships differed among taxa.

Actividad microbiológica de un suelo sometido a distintos usos y su relación con variables físico- químicas

Gran parte de los procesos microbianos que contribuyen a la fertilidad de los agroecosistemas y el ciclado de nutrientes ocurren en el suelo. Este ciclado de nutrientes depende críticamente de la actividad microbiológica de los suelos, la cual a su vez está mediada por la estructura y funcionamiento de la microbiota edáfica. En este contexto, el objetivo de este trabajo, fue determinar si la actividad microbiana puede ser buena indicadora de la intensidad de uso del suelo, analizando: 1- si las diferencias en la intensidad de uso del suelo se relacionan con diferencias en la actividad microbiológica estimada a través de la respiración edáfica y la actividad enzimática; y 2- las posibles relaciones entre estas variables microbiológicas y las variables físico-químicas. Entre 2008 y 2010 se realizaron muestreos trimestrales en campos de la provincia de Buenos Aires en suelos Argiudoles bajo diferentes usos: 1- Agricultura intensiva continua, 2- Agricultura reciente, y 3- Pastizales naturalizados. Tres sitios de muestreo se seleccionaron como réplicas para cada uso de suelo, con 5 muestras por fecha y réplica. La actividad microbiana se evaluó midiendo la respiración edáfica y la actividad de las enzimas nitrogenasas y se analizaron variables físico- químicas. Tanto las variables microbiológicas como las físico-químicas se analizaron mediante Kruskall-Wallis (P < 0,05). Se exploró la asociación entre las variables físico-químicas y microbiológicas aplicando el coeficiente de correlación no paramétrico (Spearman). Los distintos usos de un mismo suelo presentaron diferencias en la actividad microbiológica. La respiración edáfica fue significativamente mayor en los pastizales naturalizados que en los sistemas con agricultura. La actividad nitrogenasa resultó significativamente mayor en los pastizales naturalizados respecto de la agricultura continua y no se diferenció significativamente de la agricultura reciente. Las variables físico- químicas resultaron menos consistentes en detectar diferencias entre usos. Se detectaron correlaciones significativas entre la actividad microbiológica y algunas de las variables físico-químicas. Los resultados muestran que la actividad microbiológica puede resultar útil para diferenciar intensidades de usos de suelo.

Cross-correlations between weather variables in Australia

The information on climate variations is essential for the research of many subjects, such as the performance of buildings and agricultural production. However, recorded meteorological data are often incomplete. There may be a limited number of locations recorded, while the number of recorded climatic variables and the time intervals can also be inadequate. Therefore, the hourly data of key weather parameters as required by many building simulation programmes are typically not readily available. To overcome this gap in measured information, several empirical methods and weather data generators have been developed. They generally employ statistical analysis techniques to model the variations of individual climatic variables, while the possible interactions between different weather parameters are largely ignored. Based on a statistical analysis of 10 years historical hourly climatic data over all capital cities in Australia, this paper reports on the finding of strong correlations between several specific weather variables. It is found that there are strong linear correlations between the hourly variations of global solar irradiation (GSI) and dry bulb temperature (DBT), and between the hourly variations of DBT and relative humidity (RH). With an increase in GSI, DBT would generally increase, while the RH tends to decrease. However, no such a clear correlation can be found between the DBT and atmospheric pressure (P), and between the DBT and wind speed. These findings will be useful for the research and practice in building performance simulation.

Identification of critical input variables for risk-based cost estimates for road maintenance and rehabilitation

An estimation of costs for maintenance and rehabilitation is subject to variation due to the uncertainties of input parameters. This paper presents the results of an analysis to identify input parameters that affect the prediction of variation in road deterioration. Road data obtained from 1688 km of a national highway located in the tropical northeast of Queensland in Australia were used in the analysis. Data were analysed using a probability-based method, the Monte Carlo simulation technique and HDM-4’s roughness prediction model. The results of the analysis indicated that among the input parameters the variability of pavement strength, rut depth, annual equivalent axle load and initial roughness affected the variability of the predicted roughness. The second part of the paper presents an analysis to assess the variation in cost estimates due to the variability of the overall identified critical input parameters.

Using Trauma Injury Severity Score (TRISS) variables to predict length of hospital stay following trauma in New Zealand

Aim – To develop and assess the predictive capabilities of a statistical model that relates routinely collected Trauma Injury Severity Score (TRISS) variables to length of hospital stay (LOS) in survivors of traumatic injury. Method – Retrospective cohort study of adults who sustained a serious traumatic injury, and who survived until discharge from Auckland City, Middlemore, Waikato, or North Shore Hospitals between 2002 and 2006. Cubic-root transformed LOS was analysed using two-level mixed-effects regression models. Results – 1498 eligible patients were identified, 1446 (97%) injured from a blunt mechanism and 52 (3%) from a penetrating mechanism. For blunt mechanism trauma, 1096 (76%) were male, average age was 37 years (range: 15-94 years), and LOS and TRISS score information was available for 1362 patients. Spearman’s correlation and the median absolute prediction error between LOS and the original TRISS model was ρ=0.31 and 10.8 days, respectively, and between LOS and the final multivariable two-level mixed-effects regression model was ρ=0.38 and 6.0 days, respectively. Insufficient data were available for the analysis of penetrating mechanism models. Conclusions – Neither the original TRISS model nor the refined model has sufficient ability to accurately or reliably predict LOS. Additional predictor variables for LOS and other indicators for morbidity need to be considered.