Structure of Poduromorpha (Collembola) communities in "restinga" environments in Brazil

The objectives of this work were to evaluate the richness and diversity of the Poduromorpha fauna in two biotopes in Restinga de Maricá, RJ, Brazil, to identify the characteristic species of each biotope and to determine the relationships between the community structure and the abiotic environmental parameters. Representatives of the Poduromorpha (Collembola) order were studied under an ecological viewpoint in halophyte-psammophyte vegetation and foredune zone in preserved areas of Restinga de Maricá, a sand dune environment in the state of Rio de Janeiro, Brazil. The foredune zone showed the highest diversity, richness and equitability of springtail species. Differences in the fundamental, accessory and accidental species in each environment were encountered. Paraxenylla piloua was found to be an indicator species of the halophyte-psammophyte vegetation, while Friesea reducta, Pseudachorutes difficilis and Xenylla maritima were indicators of the foredune zone. The canonical correspondence analysis indicated pH, organic matter content and soil humidity as the most important factors influencing the spatiotemporal distribution of the species.

Vivipary in Alternanthera littoralis var. maritima - first record for the Amaranthaceae

This first record of vivipary in the Amaranthaceae is reported for the foredune plant Alternanthera littoralis var. maritima (July 2008, northern coast of Brazil). Vivipary is the precocious and uninterrupted growth of the seedlings while still attached to the maternal body. We propose a hypothesis for the viviparous germination of this species based on field observations. Our record adds new perspectives to the reproductive biology of the Amaranthaceae.

The development of blowouts and foredunes in the Ilha Comprida barrier (Southeastern Brazil): the influence of Late Holocene climate changes on coastal sedimentation

Middle to Late Holocene barriers are conspicuous landforms in southeastern and southern Brazilian regions. The barriers in the coastal zones of northern Santa Catarina, Parana and Sao Paulo states (27 degrees 19`-24 degrees 00`S) are formed mainly by beach ridge alignments and many barriers present foredune and blowout alignments in their seaward portion. The development of these eolian landforms appears to record a regional shift in coastal dynamics and barrier building. In this context, the Ilha Comprida barrier stands out for its well-developed and well-preserved foredunes and blowouts. Based on the presence or not and type of eolian landforms, the Ilha Comprida barrier can be divided seaward into inner, middle and outer units. The inner unit is formed entirely by beach ridges. The middle unit comprises a narrow belt of blowouts (up to 15 m high) aligned alongshore. Blowout lobes pointing NNW are indicative of their generation by southern winds. The outer unit is represented by low (<= 1 m high) active or stabilized foredunes and a small transgressive dunefield (similar to 1 km(2)). Twenty-seven luminescence ages (SAR protocol) obtained for the beach ridges, foredunes, and blowouts of these three units allow definition of a precise chronology of these landforms and calculation of rates of coastal progradation. The inner unit presents ages greater than 1004 +/- 88 years. The blowouts of the middle unit show ages from 575 +/- 47 to 172 +/- 18 years. The ages of the outer unit are less than 108 +/- 10 years. Rates of coastal progradation for the inner and outer units are 0.71-0.82 m/year and 0.86-2.23 m/year, respectively. The main phase of blowout development correlates well with the Little Ice Age (LIA) climatic event. These results indicate that southern winds in subtropical Brazil became increasingly more intense and/or frequent during the LIA. These conditions persist to the present and are responsible for the development of the eolian landforms in the outer unit. Thus, barrier geomorphology can record global climatic events. The sensitivity of barrier systems in subtropical Brazil to Late Holocene climate changes was favored by the relative sea level stillstand during this time. Luminescence dating makes it possible to analyze barrier geomorphology during Late Holocene climate changes operating on timescales of a hundred to thousand years. These results improve our knowledge of barrier building and will help in the evaluation of the impact of future climate changes on coastal settings. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Variações das propriedades granulométricas dos sedimentos da Barreira Costeira da Pinheira (SC) durante a sua progradação no holoceno superior

A barreira costeira da Pinheira esta localizada no litoral Centro-Sul do estado de Santa Catarina. Sua rnorfologia e estratigrafia são típicas de uma barreira regressiva. Durante o Holoceno Superior (Últimos 5 ka), a barreira progradou cerca de 5.500 metros, a uma taxa media de 1 ,I mlano. Sua progradação foi determinada por um rebaixamento de aproximadamente 2 m do nível do mar e, principalmente, por uma expressivo aporte de sedimentos arenosos em seu sistema praial, provenientes da plataforma continental adjacente. Nos Últimos 3.500 metros de progradaHo da barreira, ocorridos nos Últimos 3.1 ka, cerca de 60 cordões de dunas frontais foram formados. O intervalo de tempo decorrido entre a formação de dois cordões sucessivos foi de aproximadamente 52 anos. O estudo das propriedades granulométricas do sistema praia-duna atual e de dois dos cordões antigos de dunas frontais, denominados cordões intermediArio e interno, e formados, respectivamente, há cerca de 1280 e 3140 anos AP, revelou que, nos Últimos 3 ka não ocorreram variações significativas destas propriedades. Esta não variação, no tempo, das propriedades granulométricas é atribuída a natureza policíclica do estoque de areia consumido na progradação da barreira e a sua manutenção como fonte de sedimentos durante a progradação, elou a uma relativa constância, nos últimos 3 ka, das condições dinâmicas gerais dos sistema praia-duna atual da enseada da Pinheira. O estudo comparativo entre os diferentes sub-ambientes, ou zonas do sistema praia-duna atual (face da praia, berma e duna frontal), mostrou que o desvio padrão e a assimetria são potencialmente importantes na distinção entre depdsitos eolicos (dunas frontais) e praiais (face da praia) da barreira.

Estratigrafia de dunas costeiras de Salinópolis/PA em associação com variações pluviométricas/Bragança-PA

O presente estudo foi realizado no município de Salinópolis, nas praias de Atalaia e Maçarico (PA/Brasil), com o objetivo de se obter um panorama morfo-estratigráfico das dunas costeiras e sua evolução recente na área, avaliando também as correlações com variações climáticas no Holoceno tardio. Na área de estudo foram realizados trabalhos nas dunas transversais e nas dunas parabólicas utilizando-se principalmente perfilagem geofísica com Radar de Penetração no Solo (GPR), sondagens, análises granulométricas e datações. Foi utilizado o sistema GPR digital SIR-2000 com uma antena de 200 MHz, para se obter a estratigrafia dos depósitos dunares, identificando suas fácies estratigráficas e possíveis reativações destas dunas em tempos pretéritos. Testemunhos de sedimentos foram coletados a partir de um sistema de trado manual para complementação, obtenção de material para análises e datações, especialmente nos locais onde os registros de GPR, e consequentemente a estratigrafia, se mostraram interessantes. Na Praia do Maçarico foram identificadas duas cristas de dunas frontais principais, com idades de 69 e 80 anos respectivamente com uma taxa média de progradação de 6 metros/ano. Na praia do Atalaia o cenário apresenta-se com caráter mais transgressivo, onde se observou uma feição provavelmente pleistocênica, embora a datação obtida indique uma idade de apenas 58 anos. A duna parabólica investigada nessa área revelou uma migração da ordem de 4 metros/ano, semelhante à taxa observada na praia do Maçarico e possivelmente correspondendo a fases anuais de migração, que ocorreriam durante o período seco e de ventos mais fortes. A estratigrafia das dunas na área de estudo mostra uma correspondência com as oscilações climáticas sazonais de pluviosidade e ventos, seu uso é de grande potencial para estudos climáticos.

Geomorphological and statistical analysis on Ravenna dune fields changes, based on Terrestrial Laser Technology

Coastal sand dunes represent a richness first of all in terms of defense from the sea storms waves and the saltwater ingression; moreover these morphological elements constitute an unique ecosystem of transition between the sea and the land environment. The research about dune system is a strong part of the coastal sciences, since the last century. Nowadays this branch have assumed even more importance for two reasons: on one side the born of brand new technologies, especially related to the Remote Sensing, have increased the researcher possibilities; on the other side the intense urbanization of these days have strongly limited the dune possibilities of development and fragmented what was remaining from the last century. This is particularly true in the Ravenna area, where the industrialization united to the touristic economy and an intense subsidence, have left only few dune ridges residual still active. In this work three different foredune ridges, along the Ravenna coast, have been studied with Laser Scanner technology. This research didn’t limit to analyze volume or spatial difference, but try also to find new ways and new features to monitor this environment. Moreover the author planned a series of test to validate data from Terrestrial Laser Scanner (TLS), with the additional aim of finalize a methodology to test 3D survey accuracy. Data acquired by TLS were then applied on one hand to test some brand new applications, such as Digital Shore Line Analysis System (DSAS) and Computational Fluid Dynamics (CFD), to prove their efficacy in this field; on the other hand the author used TLS data to find any correlation with meteorological indexes (Forcing Factors), linked to sea and wind (Fryberger's method) applying statistical tools, such as the Principal Component Analysis (PCA).

Posthurricane survey of experimental dunes on Padre Island, Texas /

This report summarizes the impact of Hurricane Allen (August 1980) on dune configuration, sand accretion or erosion, and changes in the vegetation on north Padre Island. Four experimental foredunes, the result of grass plantings from 1969 to 1973, and an unplanted control section were monitored in 1975-1977 and also in 1981. The 1981 posthurricane data were compared where possilbe, with the previous studies. Foredune elevation surveys were completed in March 1981; accompanying vegetation transects were made in July 1981. Hurrican Allen causes erosion of the dune face of all the experimental dunes, but caused a breach in only one dune. The beach elevations had returned to approximately prehurricane heights by the time the area was resurveyed. The unplanted control dune provided little resistance to waves generated by the storm and a large quantity of sand was deposited inland.

Coastline evolution rates of Portugal

Regional/global-scale information on coastline rates of change and trends is extremely valuable, but national-scale studies are scarce. A widely accepted standardized methodology for analysing long-term coastline change has been difficult to achieve, but is essential to conduct an integrated and holistic approach to coastline evolution and hence support coastal management actions. Additionally, databases providing knowledge on coastline evolution are of key importance to support both coastal management experts and users. The main objective of this work is to present the first systematic, global and consistent long-term coastline evolution data of Portuguese mainland low-lying sandy. The methodology used quantifies coastline evolution using an unique and robust coastline indicator (the foredune toe), which is independent of short-term changes. The dataset presented comprises: 1) two polyline sets, mapping the 1958 and 2010 sandy beach-dune systems coastline, both optimized for working at 1:50 000 scale or smaller, and 2) one polyline set representing long-term change rates between 1958 and 2010, estimated at each 250 m. Results show beach erosion as the dominant trend, with a mean change rate of -0.24 ± 0.01 m/year for all mainland Portuguese beach-dune systems. Although erosion is dominant, this evolution is variable in signal and magnitude in different coastal sediment cell and also within each cell. The most relevant beach erosion issues were found in the coastal stretches of Espinho - Torreira and Costa Nova - Praia da Mira, both at sub-cell 1b; Cova Gala - Leirosa, at sub-cell 1c and Cova do Vapor - Costa da Caparica, at cell 4. Cells 1 and 4 exhibit a history of major human interventions interfering with the coastal system, many of which originated and maintained a sediment deficit. In contrast, cells 5 and 6 have been less intervened and show stable or moderate accretion behaviour.

La face cachée de la dune : communautés fongiques du sol: dynamique, succession et interactions avec la végétation d’un écosystème dunaire côtier aux Îles de la Madeleine, Qc

Les écosystèmes dunaires remplissent plusieurs fonctions écologiques essentielles comme celle de protéger le littoral grâce à leur capacité d’amortissement face aux vents et vagues des tempêtes. Les dunes jouent aussi un rôle dans la filtration de l’eau, la recharge de la nappe phréatique, le maintien de la biodiversité, en plus de présenter un attrait culturel, récréatif et touristique. Les milieux dunaires sont très dynamiques et incluent plusieurs stades de succession végétale, passant de la plage de sable nu à la dune bordière stabilisée par l’ammophile à ligule courte, laquelle permet aussi l’établissement d’autres herbacées, d’arbustes et, éventuellement, d’arbres. Or, la survie de ces végétaux est intimement liée aux microorganismes du sol. Les champignons du sol interagissent intimement avec les racines des plantes, modifient la structure des sols, et contribuent à la décomposition de la matière organique et à la disponibilité des nutriments. Ils sont donc des acteurs clés de l’écologie des sols et contribuent à la stabilisation des dunes. Malgré cela, la diversité et la structure des communautés fongiques, ainsi que les mécanismes influençant leur dynamique écologique, demeurent relativement méconnus. Le travail présenté dans cette thèse explore la diversité des communautés fongiques à travers le gradient de succession et de conditions édaphiques d’un écosystème dunaire côtier afin d’améliorer la compréhension de la dynamique des sols en milieux dunaires. Une vaste collecte de données sur le terrain a été réalisée sur une plaine de dunes reliques se trouvant aux Îles de la Madeleine, Qc. J’ai échantillonné plus de 80 sites répartis sur l’ensemble de ce système dunaire et caractérisé les champignons du sol grâce au séquençage à haut débit. Dans un premier temps, j’ai dressé un portait d’ensemble des communautés fongiques du sol à travers les différentes zones des dunes. En plus d’une description taxonomique, les modes de vie fongiques ont été prédits afin de mieux comprendre comment les variations au niveau des communautés de champignons du sol peuvent se traduire en changements fonctionnels. J’ai observé un niveau de diversité fongique élevé (plus de 3400 unités taxonomiques opérationnelles au total) et des communautés taxonomiquement et fonctionnellement distinctes à travers un gradient de succession et de conditions édaphiques. Ces résultats ont aussi indiqué que toutes les zones des dunes, incluant la zone pionière, supportent des communautés fongiques diversifiées. Ensuite, le lien entre les communautés végétales et fongiques a été étudié à travers l’ensemble de la séquence dunaire. Ces résultats ont montré une augmentation claire de la richesse spécifique végétale, ainsi qu’une augmentation de la diversité des stratégies d’acquisition de nutriments (traits souterrains lié à la nutrition des plantes, soit mycorhizien à arbuscule, ectomycorhizien, mycorhizien éricoide, fixateur d’azote ou non spécialisé). J’ai aussi pu établir une forte corrélation entre les champignons du sol et la végétation, qui semblent tous deux réagir de façon similaire aux conditions physicochimiques du sol. Le pH du sol influençait fortement les communautés végétales et fongiques. Le lien observé entre les communautés végétales et fongiques met l’emphase sur l’importance des interactions biotiques positives au fil de la succession dans les environnements pauvres en nutriments. Finalement, j’ai comparé les communautés de champignons ectomycorhiziens associées aux principales espèces arborescentes dans les forêts dunaires. J’ai observé une richesse importante, avec un total de 200 unités taxonomiques opérationnelles ectomycorhiziennes, appartenant principalement aux Agaricomycètes. Une analyse de réseaux n’a pas permis de détecter de modules (c'est-à-dire des sous-groupes d’espèces en interaction), ce qui indique un faible niveau de spécificité des associations ectomycorhiziennes. De plus, je n’ai pas observé de différences en termes de richesse ou de structure des communautés entre les quatre espèces hôtes. En conclusion, j’ai pu observer à travers la succession dunaire des communautés diversifiées et des structures distinctes selon la zone de la dune, tant chez les champignons que chez les plantes. La succession semble toutefois moins marquée au niveau des communautés fongiques, par rapport aux patrons observés chez les plantes. Ces résultats ont alimenté une réflexion sur le potentiel et les perspectives, mais aussi sur les limitations des approches reposant sur le séquençage à haut-débit en écologie microbienne.

Geomorphological constraining of tsunami (?) run-up in the Alcantarilha coastal lowland (Central Algarve, Portugal)

The Alcantarilha lowland, partly barred by a well developed barrier, including foredunes covering Pleistocene-Holocene beachrock and aeolianite, develops across the Alcantarilha infilled estuary, the beach-dune extending further SE until the Salgados lagoon. A topographic and coring survey revealed a peculiar feature at the leeward toe of the dune ridge close to the inlet area: a sandy fan with location, shape and morphology suggesting emplacement by single or multiple overwash of the barrier tip rather than tidal forcing. Its storm or tsunami origin and age are under investigation, and the only time-constrain available at present is that it should post-date ca. 6600 cal BP, the most recent in situ aeolianite (Moura et al., 2007) dated so far. METHODS, DATA SET AND RESULTS The fan boundaries are distinctive in aerial photos and satellite images: it is roughly ellipsoidal, ~200 m wide and ~300 m elongated paralleling the shoreline, rising ~ 0.9-1.2 m above the surrounding floodplain surface. Detailed topography shows that its short axis aligns with SW-NE elongated (though irregular) depressions in the dune crest, which link the beach with the fan. This could have favoured funnelling of, or erosion by, water overtopping the barrier but, in either case, the fan should correspond to extreme and abrupt event(s) of coastal flooding. 18 trenches and cores were performed in the exposed area of the fan and nearby flood plain to obtain samples and data on its sedimentology, lithostratigraphy and geometry. The fan consists of well sorted and rounded sand (Fig. 2). It thins away and wedges out landwards of the apex (located near Alc29T) where it is partly covered by dune sand. Its lower boundary is undulating and marked by textural contrast between sand (fan) and underlying mud (alluvial/lagoonal); an accumulation of marine-sourced perforated pebbles showing limited lateral continuity may pinpoint this boundary near the foredune (core Alc 25, ca. 80 m westward of profile in Fig.1); mud-balls were also observed immediately above this surface in cores and trenches. As the washover was probably emplaced in a barred lagoonal/estuarine floodplain setting, the fan’s northern outer belt is enclosed by low-energy sediments (not shown in Fig. 2).

La face cachée de la dune : communautés fongiques du sol: dynamique, succession et interactions avec la végétation d’un écosystème dunaire côtier aux Îles de la Madeleine, Qc

Les écosystèmes dunaires remplissent plusieurs fonctions écologiques essentielles comme celle de protéger le littoral grâce à leur capacité d’amortissement face aux vents et vagues des tempêtes. Les dunes jouent aussi un rôle dans la filtration de l’eau, la recharge de la nappe phréatique, le maintien de la biodiversité, en plus de présenter un attrait culturel, récréatif et touristique. Les milieux dunaires sont très dynamiques et incluent plusieurs stades de succession végétale, passant de la plage de sable nu à la dune bordière stabilisée par l’ammophile à ligule courte, laquelle permet aussi l’établissement d’autres herbacées, d’arbustes et, éventuellement, d’arbres. Or, la survie de ces végétaux est intimement liée aux microorganismes du sol. Les champignons du sol interagissent intimement avec les racines des plantes, modifient la structure des sols, et contribuent à la décomposition de la matière organique et à la disponibilité des nutriments. Ils sont donc des acteurs clés de l’écologie des sols et contribuent à la stabilisation des dunes. Malgré cela, la diversité et la structure des communautés fongiques, ainsi que les mécanismes influençant leur dynamique écologique, demeurent relativement méconnus. Le travail présenté dans cette thèse explore la diversité des communautés fongiques à travers le gradient de succession et de conditions édaphiques d’un écosystème dunaire côtier afin d’améliorer la compréhension de la dynamique des sols en milieux dunaires. Une vaste collecte de données sur le terrain a été réalisée sur une plaine de dunes reliques se trouvant aux Îles de la Madeleine, Qc. J’ai échantillonné plus de 80 sites répartis sur l’ensemble de ce système dunaire et caractérisé les champignons du sol grâce au séquençage à haut débit. Dans un premier temps, j’ai dressé un portait d’ensemble des communautés fongiques du sol à travers les différentes zones des dunes. En plus d’une description taxonomique, les modes de vie fongiques ont été prédits afin de mieux comprendre comment les variations au niveau des communautés de champignons du sol peuvent se traduire en changements fonctionnels. J’ai observé un niveau de diversité fongique élevé (plus de 3400 unités taxonomiques opérationnelles au total) et des communautés taxonomiquement et fonctionnellement distinctes à travers un gradient de succession et de conditions édaphiques. Ces résultats ont aussi indiqué que toutes les zones des dunes, incluant la zone pionière, supportent des communautés fongiques diversifiées. Ensuite, le lien entre les communautés végétales et fongiques a été étudié à travers l’ensemble de la séquence dunaire. Ces résultats ont montré une augmentation claire de la richesse spécifique végétale, ainsi qu’une augmentation de la diversité des stratégies d’acquisition de nutriments (traits souterrains lié à la nutrition des plantes, soit mycorhizien à arbuscule, ectomycorhizien, mycorhizien éricoide, fixateur d’azote ou non spécialisé). J’ai aussi pu établir une forte corrélation entre les champignons du sol et la végétation, qui semblent tous deux réagir de façon similaire aux conditions physicochimiques du sol. Le pH du sol influençait fortement les communautés végétales et fongiques. Le lien observé entre les communautés végétales et fongiques met l’emphase sur l’importance des interactions biotiques positives au fil de la succession dans les environnements pauvres en nutriments. Finalement, j’ai comparé les communautés de champignons ectomycorhiziens associées aux principales espèces arborescentes dans les forêts dunaires. J’ai observé une richesse importante, avec un total de 200 unités taxonomiques opérationnelles ectomycorhiziennes, appartenant principalement aux Agaricomycètes. Une analyse de réseaux n’a pas permis de détecter de modules (c'est-à-dire des sous-groupes d’espèces en interaction), ce qui indique un faible niveau de spécificité des associations ectomycorhiziennes. De plus, je n’ai pas observé de différences en termes de richesse ou de structure des communautés entre les quatre espèces hôtes. En conclusion, j’ai pu observer à travers la succession dunaire des communautés diversifiées et des structures distinctes selon la zone de la dune, tant chez les champignons que chez les plantes. La succession semble toutefois moins marquée au niveau des communautés fongiques, par rapport aux patrons observés chez les plantes. Ces résultats ont alimenté une réflexion sur le potentiel et les perspectives, mais aussi sur les limitations des approches reposant sur le séquençage à haut-débit en écologie microbienne.