Efeito da compactação de um latossolo vermelho-escuro, causada pela colheita de Eucalyptus grandis, sobre alguns organismos do solo

Orientador: Jorge Roberto MalinovskiTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências AgráriasÁrea de concentração: SilviculturaO presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito da compactação do solo em alguns organismos do solo, parâmetros físicos do solo e crescimento, em altura e diâmetro, da rebrota, causada pelos métodos de colheita e extração de madeira, em um reflorestamento de Euca/yptus grandis. Foram utilizados quatro tratamentos: (a) colheita e extração de madeira feita manualmente, sem utilização de máquinas; (b) uso de harvester e forwarder; (c) método convencional, utilizado pela empresa -corte com motosserra e extração com trator; e (d) mesmo tratamento anterior, porém com maior compactação do solo. Em cada um dos tratamentos foram coletadas amostras na área diretamente atingida pela compactação (rodado), na área de acúmulo de galhos e folhas e na área subjacente à área compactada. Durante um ano foram coletadas amostras de solo, para análise dos microrganismos do solo (fungos, bactérias e respiração do solo) e os artrópodos edáficos (Collembola, Oribatei, Acari, Isopoda, Formicidae e Psocoptera). Entre os microrganismos estudados, as populações foram afetadas pela colheita e extração de madeira. As populações dos fungos e bactérias e a respiração microbiana foram extremamente dependentes das condições climáticas, principalmente naqueles tratamentos onde houve o trânsito de máquinas. As populações de todos os grupos de artrópodos estudados foram reduzidas pelos métodos de colheita e extração de madeira estudados, em relação às leiras. A maior redução foi observada no tratamento (d). Na maioria dos grupos de artrópodos não foram constatadas diferenças estatísticas, entre todos os tratamentos, na primeira data de coleta (dois dias após a compactação da área); e com populações muito baixas, o que demonstra a sua sensibilidade à ação antropogênica sobre seu habitat, não importando o grau de impacto. Durante o período de monitoramento, a recuperação das populações foi acompanhada pela recuperação das características físicas do solo, todavia ainda muito dependente das condições climáticas. Quando houve pouca chuva, a população diminuía. As maiores comunidades de artrópodos foram encontradas nos subtratamentos de leiras, onde havia umidade e temperatura mais favoráveis à estas comunidades, bem como maior fonte alimentar.The objective of the present work was to study the effect of the soil compaction on some soil-organisms, soil physical properties and tree height and diameter, caused by harvesting and wood transportation ways, in a reforestation area of Eucalyptus grandis. Four treatments were used: (a) harvesting and wood transportation done manually, without use of machines; (b) use of harvester and forwarder; (c) chainsaw and extraction with tractor, which is usually performed in this region; and (d) the same treatment of (c) but with more intensive compaction degree. In each treatment, soil samples were collected in the area that directly suffered from the compaction, in an area of accumulation of branches and leaves and in the area beside the compacted area. Sampling was carried bimonthly out during one year, to analize the soil microrganisms (Fungi, Bacteria and soil respiration) and the soil arthropods (Collembola, Oribatei, Acari, lsopoda, Fonnicidae and Psocoptera). Among the studied microrganisms, the populations were affected by the harvesting and wood transportation ways. The population of Fungi and Bacteria and the microbial respiration were extremely dependent on the climatic conditions, mainly in those treatments where there were machines traffic. The populations of all the groups of the studied arthropods were reduced by the harvesting and wood transportation ways, in relation to the area of accumulation of branches and leaves. The largest reduction was observed in the (d) treatment. In most of the arthropods groups no statistical differences were verified, among all the treatments, on the first collection date (two days after the compaction of the area); and with very low populations, what implies its sensibility to the antropogenic action on its habitat, with no importance on the compaction degree. During the monitoring period, the recovery of the populations was companied with that of soil physical condition, but the population recovery was still dependent on the climatic condition. When there was little rain, the population decreased. The largest communities of arthropods were found in the area of accumulation of branches and leaves, where the soil moisture and soil temperature were more favorable to these communities, as well as larger food source.RESUMO O presente trabalho teve como objetivo estudar o efeito da compactação do solo em alguns organismos do solo, parâmetros físicos do solo e crescimento, em altura e diámetro, da rebrota, causada pelos métodos de colheita e extração de madeira, em um reflorestamento de Eucalyptus grandis. Foram utilizados quatro tratamentos: (a) colheita e extração de madeira feita manualmente, sem utilização de máquinas; (b) uso de harvester e forwarder; (c) método convencional, utilizado pela empresa - corte com motosserra e extração com trator; e (d) mesmo tratamento anterior, porém com maior compactação do solo. Em cada um dos tratamentos foram coletadas amostras na área diretamente atingida pela compactação (rodado), na área de acúmulo de galhos e folhas e na área subjacente à área compactada. Durante um ano foram coletadas amostras de solo, para análise dos microrganismos do solo (fungos, bactérias e respiração do solo) e os artrópodos edáficos (Collembola, Oribatei, Acari, Isopoda, Formicidae e Psocoptera). Entre os microrganismos estudados, as populações foram afetadas pela colheita e extração de madeira. As populações dos fungos e bactérias e a respiração microbiana foram extremamente dependentes das condições climáticas, principalmente naqueles tratamentos onde houve o trânsito de máquinas. As populações de todos os grupos de artrópodos estudados foram reduzidas pelos métodos de colheita e extração de madeira estudados, em relação às leiras. A maior redução foi observada no tratamento (d). Na maioria dos grupos de artrópodos não foram constatadas diferenças estatísticas, entre todos os tratamentos, na primeira data de coleta (dois dias após a compactação da área); e com populações muito baixas, o que demonstra a sua sensibilidade à ação antropogênica sobre seu habitat, não importando o grau de impacto. Durante o período de monitoramento, a recuperação das populações foi acompanhada pela recuperação das características físicas do solo, todavia ainda muito dependente das condições climáticas. Quando houve pouca chuva, a população diminuía. As maiores comunidades de artrópodos foram encontradas nos subtratamentos de leiras, onde havia umidade e temperatura mais favoráveis à estas comunidades, bem como maior fonte alimentar.ABSTRACT The objective of the present work was to study the effect of the soil compaction on some soil-organisms, soil physical properties and tree height and diameter, caused by harvesting and wood transportation ways, in a reforestation area of Eucalyptus grandis. Four treatments were used: (a) harvesting and wood transportation done manually, without use of machines; (b) use of harvester and forwarder; (c) chainsaw and extraction with tractor, which is usually performed in this region; and (d) the same treatment of (c) but with more intensive compaction degree. In each treatment, soil samples were collected in the area that directly suffered from the compaction, in an area of accumulation of branches and leaves and in the area beside the compacted area. Sampling was carried bimonthly out during one year, to analize the soil microrganisms (Fungi, Bacteria and soil respiration) and the soil arthropods (Collembola, Oribatei, Acari, Isopoda, Formicidae and Psocoptera). Among the studied microrganisms, the populations were affected by the harvesting and wood transportation ways. The population of Fungi and Bacteria and the microbial respiration were extremely dependent on the climatic conditions, mainly in those treatments where there were machines traffic. The populations of all the groups of the studied arthropods were reduced by the harvesting and wood transportation ways, in relation to the area of accumulation of branches and leaves. The largest reduction was observed in the (d) treatment. In most of the arthropods groups no statistical differences were verified, among all the treatments, on the first collection date (two days after the compaction of the area); and with very low populations, what implies its sensibility to the antropogenic action on its habitat, with no importance on the compaction degree. During the monitoring period, the recovery of the populations was companied with that of soil physical condition, but the population recovery was still dependent on the climatic condition. When there was little rain, the population decreased. The largest communities of arthropods were found in the area of accumulation of branches and leaves, where the soil moisture and soil temperature were more favorable to these communities, as well as larger food source

Multimodal Performance Evaluation of Urban Traffic Control: A Microscopic Simulation Study

Multimodality is a main requirement for future Urban Traffic Control (UTC). For cities and traffic engineers to implement multimodal UTC, a holistic, multimodal assessment of UTC measures is needed. This paper proposes a Multimodal Performance Index (MPI), which considers the delays and number of stops of different transport modes that are weighted to each other. To determine suitable mode-specific weights, a case study for the German city Ingolstadt is conducted using the microscopic simulation tool SUMO. In the case study, different UTC measures (bus priority, coordination for cyclists, coordination for private vehicle traffic) are implemented to a varying extent and evaluated according to different weight settings. The MPI calculation is done both network-wide and intersection-specific. The results indicate that a weighting according to the occupancy level of modes, as mainly proposed in the literature so far, is not sufficient. This applies particularly to cycling, which should be weighted according to its positive environmental impact instead of its occupancy. Besides, the modespecific weights have to correspond to the traffic-related impact of the mode-specific UTC measures. For Ingolstadt, the results are promising for a weighting according to the current modal split and a weighting with incentives for sustainable modes

A unified and modular coupling of particle methods with fem for civil engineering problems

In this work, a modular coupling approach for particle methods with the FEM (finite element method) is presented. The proposed coupled strategy takes advantage from the ability of particle methods of dealing with large displacements and deformations, especially when solving complex fluid–structure and solid–structure interaction problems. The coupling between the FEM and particle methods is done using a co-simulation approach implemented in the open-source Kratos Multiphysics framework. The particle methods considered in this work are the DEM (discrete element method) and the PFEM (particle finite element method). The Lagrangian description of the PFEM is well suited for modeling fluids undergoing large deformations and free-surface motions, and the DEM can be used to simulate rocks, debris and other solid objects. To accelerate the convergence of the coupled strategy, a block Gauss–Seidel algorithm with Aitken relaxation is used. Several numerical examples, with an emphasis on natural hazards, are presented to test and validate the proposed coupled method.Peer ReviewedPostprint (published version

A proteção ambiental, as unidades de conservação públicas do estado do Paraná – Brasil e as contribuições das organizações não governamentais

A destruição de áreas naturais é contabilizada nos planos e projetos de desenvolvimento implantados no Brasil. Na tentativa de reduzir e controlar os danos ambientais, ampliou-se a criação das denominadas Unidades de Conservação (UCs). Com a intervenção de Organizações Não Governamentais, pretende-se otimizar a proteção ambiental. Este trabalho teve como objetivo analisar a atuação das ONGs ambientalistas em UCs do Estado do Paraná. Destaca-se que estas entidades formulam uma série de alternativas de gestão, incorporando as demandas de populações locais e de manutenção das áreas protegidas. Contudo, sua atuação tem sido descontinuada

USO DO MÉTODO DE ANÁLISE HIERÁRQUICA PARA PRIORIZAÇÃO DE ALTERNATIVAS DE MINIMIZAÇÃO DE IMPACTOS AMBIENTAIS EM CONDOMÍNIOS RESIDENCIAIS HORIZONTAIS

As atividades de construção e utilização de condomínios residenciais podem ter um grande potencial poluidor, principalmente se abrigarem um grande número unidades habitacionais. Atualmente, não existe uma metodologia de identificação e priorização de alternativas de gestão minimizadoras desses impactos que sejam específicas para condomínios. Procurando-se identificar e estudar alternativas de gestão, optou-se por agrupá-las de acordo com os impactos ambientais correspondentes, desenvolvendo-se um formulário para verificação das mesmas em condomínios residenciais, horizontais e fechados. Para a tomada de decisão, desenvolveu-se um modelo que faz uso de um método de análise multicriterial, mais especificamente o Método de Análise Hierárquica (AHP). Para sua aplicação, estipularam-se critérios para atribuição de pesos que possibilitaram qualificar as alternativas de gestão. Dessa forma, pôde-se padronizar uma metodologia para avaliação qualitativa de impactos e passivos ambientais em condomínios residenciais, podendo, portanto, auxiliar na prevenção de sua ocorrência. Adotou-se, como área de estudo, a cidade de Curitiba e região metropolitana pelo grande número de condomínios horizontais. Os resultados obtidos mostraram a preferência por alternativas de gestão que priorizaram a concentração no armazenamento, na área de geração e na área de preparação de materiais a fim de se evitar a dispersão da contaminação e restringir a amplitude dos impactos ambientais sobre o solo, o ar e a água

Toxicity of AMPA to the earthworm Eisenia andrei Bouché, 1972 in tropical artificial soil

Aminomethylphosphonic acid (AMPA) - one of glyphosate's main metabolites - has been classified as persistent in soils, raising concern regarding the widespread use of glyphosate in agriculture and forestry. Glyphosate may have negative or neutral effects on soil biota, but no information is available on the toxicity of AMPA to soil invertebrates. Therefore our aim was to study the effect of AMPA on mortality and reproduction of the earthworm species Eisenia andrei using standard soil ecotoxicological methods (ISO). Field-relevant concentrations of AMPA had no significant effects on mortality in acute or chronic assays. Except at the highest concentration tested, a significant biomass loss was observed compared to controls in the chronic assay. The number of juveniles and cocoons increased with higher concentrations of AMPA applied, but their mean weights decreased. This mass loss indicates higher sensitivity of juveniles than adults to AMPA. Our results suggest that earthworms coming from parents grown in contaminated soils may have reduced growth, limiting their beneficial roles in key soil ecosystem functions. Nevertheless, further research is needed to better understand the mechanisms underlying the sublethal effects observed here.Fil: Domínguez, Anahí. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Geología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Brown, George Gardner. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Geología; ArgentinaFil: Sautter, Klaus Dieter. Ministerio da Agricultura Pecuaria e Abastecimento de Brasil. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuaria; BrasilFil: Ribas de Oliveira, Cintia Mara. Universidade Positivo; BrasilFil: Carvalho de Vasconcelos, Eliane. Universidade Positivo; BrasilFil: Niva, Cintia Carla. Universidade Positivo; BrasilFil: Bartz, Marie Luise Carolina. Ministerio da Agricultura Pecuaria e Abastecimento de Brasil. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuaria; BrasilFil: Bedano, José Camilo. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas, Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Geología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba; Argentin

Soil macrofauna communities in Brazilian land-use systems

Soil animal communities include more than 40 higher-order taxa, representing over 23% of all described species. These animals have a wide range of feeding sources and contribute to several important soil functions and ecosystem services. Although many studies have assessed macroinvertebrate communities in Brazil, few of them have been published in journals and even fewer have made the data openly available for consultation and further use. As part of ongoing efforts to synthesise the global soil macrofauna communities and to increase the amount of openly-accessible data in GBIF and other repositories related to soil biodiversity, the present paper provides links to 29 soil macroinvertebrate datasets covering 42 soil fauna taxa, collected in various land-use systems in Brazil. A total of 83,085 georeferenced occurrences of these taxa are presented, based on quantitative estimates performed using a standardised sampling method commonly adopted worldwide to collect soil macrofauna populations, i.e. the TSBF (Tropical Soil Biology and Fertility Programme) protocol. This consists of digging soil monoliths of 25 x 25 cm area, with handsorting of the macroinvertebrates visible to the naked eye from the surface litter and from within the soil, typically in the upper 0-20 cm layer (but sometimes shallower, i.e. top 0-10 cm or deeper to 0-40 cm, depending on the site). The land-use systems included anthropogenic sites managed with agricultural systems (e.g. pastures, annual and perennial crops, agroforestry), as well as planted forests and native vegetation located mostly in the southern Brazilian State of Paraná (96 sites), with a few additional sites in the neighbouring states of São Paulo (21 sites) and Santa Catarina (five sites). Important metadata on soil properties, particularly soil chemical parameters (mainly pH, C, P, Ca, K, Mg, Al contents, exchangeable acidity, Cation Exchange Capacity, Base Saturation and, infrequently, total N), particle size distribution (mainly % sand, silt and clay) and, infrequently, soil moisture and bulk density, as well as on human management practices (land use and vegetation cover) are provided. These data will be particularly useful for those interested in estimating land-use change impacts on soil biodiversity and its implications for below-ground foodwebs, ecosystem functioning and ecosystem service delivery.Quantitative estimates are provided for 42 soil animal taxa, for two biodiversity hotspots: the Brazilian Atlantic Forest and Cerrado biomes. Data are provided at the individual monolith level, representing sampling events ranging from February 2001 up to September 2016 in 122 sampling sites and over 1800 samples, for a total of 83,085 ocurrences

Comparação da população de Collembola (insecta) e Oribatei (Acari: Cryptostigmata) entre plantio direto em três níveis de fertilidade, plantio convencional e um ecossistema natural (campo)

Orientador: Prof. Dr. Honório Roberto dos SantosDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Curso de Pós-Graduação em Ciências BiológicasInclui referências: p. 87-98Área de Concentração: EntomologiaResumo: O objetivo principal foi verificar os efeitos dos sistemas de plantio direto em área de três níveis de fertilidade, plantio convencional e um ecossistema natural (campo), na população de Collembola (Insecta) e Oribatei (Acari: Cryptostigmata). Este trabalho foi desenvolvido em área de agricultores, no município de Ponta Grossa, PR. As coletas foram efetuadas de outubro de 1992 a setembro de 1993 Os Collembola coletados foram identificados como pertencentes aos seguintes taxa: Entomobryidae, Isotomidae, Sminthuroidea, Hypogastruridae, Neanuridae, Onychiuridae, Cyphoderidae e Paronellidae. Os Oribatei foram identificados como pertencentes a dois grupos: Oribatei Inferior e Oribatei Superior. A densidade populacional dos Oribatei foi maior que a dos Collembola, em todos os tratamentos, durante o experimento. Notou-se que a implantação das culturas, tanto no plantio direto, quanto no convencional, foi a principal causa da queda da população, sendo os Collembola mais afetados que os Oribatei. Foram calculados para os Collembola, os índices de Constância, Abundância, Diversidade e Similaridade. Segundo o índice de Constância, os Entomobryidae foram considerados constantes, os Isotomidae e os Sminthuroidea, acessórios, e os demais, acidentais. Os Entomobryidae foram considerados muito abundantes em todos os tratamentos. Os Isotomidae foram muito abundantes no plantio convencional, abundantes no plantio direto em área de baixa fertilidade e comuns nos demais. Os Sminthuroidea, Hypogastruridae, Neanuridae e Onychiuridae, foram considerados comuns em todas as comunidades. Já os Cyphoderidae e os Paronellidae, foram raros no plantio direto em área de baixa fertilidade e comuns nos demais. Não houve diferença estatística entre os índices de Diversidade encontrados para cada tratamento. A similaridade foi máxima entre os tratamentos.Abstract: The objective of the present study was to evaluate the effect of no-tillage system with three fertility levels, the conventional tillage system and the natural ecosystem on the population of Collembola (Insecta) and Oribatei (Acari: Cryptostigmata). The field study was carried out in Ponta Grossa city, Paraná State, from October, 1992 to September, 1993. The Collembola were identified by using die following taxa: Entomobiyidae, Isotomidae, Sminthuroidea, Hypogastruridae, Neanuridae, Onychiuridae, Cyphoderidae and Paronellidae. The Oribatei were identified by using two main groups: Oribatei Inferior and Oribatei Superior. The populational density of die Oribatei was larger than that of die Collembola through die whole experiment term, on all die treatments. The crops plantation in the no tillage as well as die conventional tillage was die principal factor to reduce their populatioa Furthermore, it was observed that die factor affected the Collembola more than the Oribatei. Indexes of die Constancy, die Abundance, the Diversity and the Similarity were calculated only for the Collembola According to the Constancy Index, the Entomobryidae were considered constant, the Isotomidae and die Sminthuroidea accessory, and die others among die Collembola accidentaly. According to the Abundance Index, the Entomobryidae were considered very abundant on all treatments. The Isotomidae were considered very abundant on the conventional tillage, abundant on the low fertility no-till, and common on the others. The Sminthuroidea, Hypogastruridae, Neanuridae and Onychiuridae were considered common on all the treatments. The Cyphoderidae and die Paronellidae were considered common on die low fertility no-till and rare on all die others treatments. There was no statistical difference between die Diversity Indexes of die treatments. The Similarity Index was the maximum between all the treatments

O USO DE COLLEMBOLA (INSECTA) COMO ORGANISMO-TESTE EM BIOENSAIOS NA ECOTOXICOLOGIA

O uso intensivo de agrotóxicos pode provocar danos irreversíveis aos alimentos ecológicos do solo. Sendo os insetos da Ordem Collembola um dos de maior importância biológica ao solo, estes podem ser usados na detecção de resíduos de agrotóxicos no solo, através de bioensaios de ecotoxicologia