ABSTRACT
RESUMEN La biodiversidad del suelo está amenazada por cambios antropogénicos mundiales, como la intensifìcación del uso del suelo, la deforestación y fenômenos climáticos extremos. En esta investigación se identificó el estado de indicadores de respuesta biológica del suelo al manejo agroecológico de los sistemas de producción de Zona de Reserva Campesina de San Isidro, municipio de Pradera, Valle del Cauca, Colombia. Se tomaron muestras de la capa superior del suelo en multiples sitios de cada sistema productivo. Se realizó análisis de textura del suelo, análisis de atributos químicos (pH, M.O., FF K, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, Cu, Zn y B), cuantificación microbiana y de mesofauna, y se analizaron indicadores de manejo agroecológico en cada uno de los 15 agroecosistemas. Se encontró que prevalece una labranza conservacionista y que entre las propiedades químicas del suelo que pueden mejorarse está el pH y que se debe fortalecer el manejo de materia orgánica. Se concluye que el actual manejo agroecológico realizado por la comunidad requiere incorporación de materia orgánica teniendo en cuenta la textura del suelo de cada agroecosistema para mejorar condiciones relacionadas con aireación, humedad y erosión del suelo. Se evidenciaron resultados promisorios en indicadores biológicos del suelo; sin embargo, se requieren esfuerzos adicionales para fortalecer su potencial ya que muchas propiedades evaluadas son el reflejo de multiples procesos, por lo tanto, es necesario establecer vínculos directos entre la biodiversidad del suelo y la producción de cultivos para implementar las prácticas de gestión.
ABSTRACT Soil biodiversity is threatened by global anthropogenic changes, such as intensification of land use, deforestation and extreme climatic events. This research identified the status of indicators of soil biological response to agroecological management of production systems in the San Isidro Peasant Reserve Zone, municipality of Pradera, Valle del Cauca, Colombia. Topsoil samples were taken from multiple sites in each production system. Soil texture analysis, chemical attribute analysis (pH, M.O., FF K, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, Cu, Zn and B), microbial and mesofauna quantification, and agroecological management indicators were analyzed in each of the 15 agroecosystems. It was found that conservation tillage prevails and that among the soil chemical properties that can be improved is pH and that organic matter management should be strengthened. It was concluded that the current agroecological management carried out by the community requires the incorporation of organic matter taking into account the soil texture of each agroecosystem to improve conditions related to soil aeration, humidity and erosion. Promising results were evidenced in soil biological indicators; however, additional efforts are required to strengthen their potential since many properties evaluated are the reflection of multiple processes, therefore, it is necessary to establish direct links between soil biodiversity and crop production in order to implement management practices.
RESUMO A biodiversidade do solo é ameaçada por mudanças antropogénicas globais, tais como intensificação do uso da terra, desmatamento e eventos climáticos extremos. Esta pesquisa identificou o status dos indicadores de resposta biológica do solo ao manejo agroecológico dos sistemas de produção na Zona de Reserva Camponesa de San Isidro, município de Pradera, Valle del Cauca, Colômbia. Amostras de solo superior foram coletadas de multiplos locais em cada sistema de produção. Análise da textura do solo, análise de atributos químicos (pH, M.O., FF K, Ca, Mg, Na, Fe, Mn, Cu, Zn e B), quantificação microbiana e mesofauna, e indicadores de manejo agroecológico foram analisados em cada um dos 15 agroecossistemas. Constatou-se que a lavoura de conservação prevalece e que entre as propriedades químicas do solo que podem ser melhoradas está o pH e que o manejo da matéria orgânica deve ser reforçado. Conclui-se que o atual manejo agroecológico realizado pela comunidade requer a incorporação de matéria orgânica, levando em conta a textura do solo de cada agroecossistema para melhorar as condições relacionadas à aeração, umidade e erosão do solo. Resultados promissores foram evidenciados nos indicadores biológicos do solo; entretanto, esforços adicionais são necessários para fortalecer seu potencial, já que muitas propriedades avaliadas são um reflexo de múltiplos processos, portanto, é necessário estabelecer vínculos diretos entre a biodiversidade do solo e a produção de culturas para implementar práticas de gestão.
ABSTRACT
Abstract This paper evaluates the efficiency of a macroinvertebrate-based Pollution Tolerance Index (PTI) in detecting aquatic pollution in the Chhariganga oxbow lake in India. In this lake, calculated PTIs were compared with results from an array of physicochemical water and sediment parameters and to a macroinvertebrate diversity assessment conducted in parallel for the same lake. The obtained PTI values fell in a range (between 20 and 31) that are indicative of an absence of organic pollution according to the literature, and are normally reported for systems devoid of anthropogenic activity (for instance no monsoonal polluting jute retting activities). However, in the light of the results for the assessed water and sediment physicochemical parameters, and the support of diversity indexes of macroinvertebrates, using data from the same lake, it was possible to conclude that the obtained PTI values do not reflect the true pollution status of this oxbow lake. As PTI values and diversity indexes contradict each other in detecting pollution, it is advised to take both parameters into consideration when using macroinvertebrates to assess aquatic health.
Resumen Este artículo evalúa la eficiencia del Índice de Tolerancia a la Contaminación basado en macroinvertebrados (PTI), para detectar contaminación acuática en el lago en herradura Chhariganga, India. Los PTIs calculados se compararon con los resultados de un conjunto de parámetros fisicoquímicos del agua y del sedimento, y con una determinación de la diversidad de macroinvertebrados llevada a cabo paralelamente en el mismo lago. Los valores obtenidos del PTI cayeron dentro de un rango (entre 20 y 31) que, de acuerdo con la literatura, es indicativo de ausencia de contaminación orgánica, y que son normalmente reportados para sistemas desprovistos de actividad antropogénica (por ejemplo, actividades contaminantes de enriamiento del yute durante los monzones). Sin embargo, a la luz de los resultados de los parámetros fisicoquímicos de agua y sedimento, y con el soporte de los índices de diversidad de macroinvertebrados usando datos del mismo lago, fue posible concluir que los valores de PTI obtenidos no reflejan el verdadero estado de contaminación del lago en herradura. Como los valores de PTI y los índices de diversidad se contradicen entre sí en detectar la contaminación, se aconseja tomar en consideración ambos parámetros cuando se usen macroinvertebrados para determinar la salud acuática.
Resumo Este artigo avalia a eficiência do Índice de Tolerância a Contaminação baseada em macroinvertebrados (PTI) para detectar contaminação aquática no lago em ferradura Chhariganga, Índia. Neste lago, os PTIs calculados foram comparados com resultados de um conjunto de parâmetros físicoquímicos da água e do sedimento, e com uma determinação da diversidade de macroinvertebrados realizada paralelamente para o mesmo lago. Os valores obtidos para PTI estiveram dentro de um rango (entre 20 e 31) que indica, de acordo a literatura, a ausência de contaminação orgânica, e que é reportado normalmente para sistemas desprovidos de atividade antropogênica (por exemplo, atividades contaminantes de remoção de juta durante as monções). Entretanto, em função dos resultados dos parâmetros físico-químicos de água e sedimentos, e com o suporte dos índices de diversidade de macroinvertebrados usando dados do mesmo lago, foi possível concluir que os valores observados de PTI não refletem o real estado de contaminação de este lago em ferradura. Como os dados de PTI e os índices de diversidade são contraditórios entre si para detectar a contaminação, se aconselha considerar ambos os parâmetros quando se usem macroinvertebrados para determinar a saúde aquática.
Subject(s)
Water Pollution/analysis , Water QualityABSTRACT
Abstract Aquatic macroinvertebrate fauna is a relevant component of limnic continental aquatic ecosystems, playing an important role in several processes with relevant biocomplexity. The present study characterized the benthic macroinvertebrate fauna found in three hydric bodies in the Sinos river drainage basin regarding community structure. Sample was collected from January to December 2013 in three locations in the basin: the city of Caraá (29 °45’45.5”S/50°19’37.3”W), the city of Rolante (29°38’34.4”S/50°32’33.2”W) and the city of Igrejinha (29°36’10.84”S/50°48’49.3”W). Abiotic components (pH, dissolved oxygen and temperature) were registered and collected samples were identified up to family type. Average annual pH, dissolved oxygen and temperature were similar in all locations. A total of 26,170 samples were collected. Class Insecta (Arthropods) represented 85.5% of total sample. Platyhelmintes, Mollusca and Annelida samples were also registered. A total of 57 families were identified for the drainage basin and estimators (Chao-1, Chao-2 and jackknife 2) estimated richness varying from 60 to 72 families.
Resumo A fauna de macroinvertebrados aquáticos é um relevante componente dos ecossistemas aquáticos límnicos continentais, atuando em vários processos de importante biocomplexidade. O presente estudo caracterizou a fauna de macroinvertebrados bentônicos em três corpos hídricos da Bacia Hidrográfica do Rio dos Sinos, em relação a estrutura da comunidade. Amostragens foram realizadas de janeiro a dezembro de 2013 em três locais na bacia: Município de Caraá (29°45’45,5”S/50°19’37,3”W), Município de Rolante(29°38’34,4”S/50°32’33,2”W) e Município de Igrejinha(29°36’10,84”S/50°48’49,3”W). Variáveis abióticas (pH, oxigênio dissolvido e temperatura) foram registradas e os exemplares coletados identificados até família. As médias anuais de pH, oxigênio dissolvido e temperatura foram similares em todos os pontos. Um total de 26.170 exemplares foi amostrado. A Classe Insecta (Arthropoda) representou 85,5% do total. Platyhelmintes, Mollusca e Annelida também foram registrados. Foram determinadas 57 famílias para a bacia hidrográfica e os estimadores (Chao-1, Chao-2 e jackknife 2) projetaram uma riqueza variando de 60 a 72.
Subject(s)
Animals , Ecosystem , Biodiversity , Invertebrates/growth & development , Brazil , Environmental Monitoring , RiversABSTRACT
RESUMO: O objetivo deste estudo foi determinar a suficiência amostral para estudos de impacto ambiental sobre a comunidade de macroinvertebrados bentônicos em arrozais irrigados (Oryza sativa L.). Amostragens de solo foram realizadas com auxílio de coletor cilíndrico, nos anos agrícolas 2007/08 e 2012/13. As amostras foram triadas e os espécimes identificados até o nível de família. Os dados foram submetidos à análise da curva do coletor e os índices de diversidade de Shannon e equabilidade de Pielou foram calculados para o total de amostras e o número de amostras definido pela curva do coletor, em cada ano amostral. Considerando o método de amostragem verificado no presente trabalho, indica-se um mínimo de 12 réplicas para se obter o maior número de famílias sem perda de informação, quando em estudos de impacto ambiental sobre a comunidade de macroinvertebrados bentônicos em área de cultivo de arroz irrigado.
ABSTRACT: The objective of this study was to determine the sample sufficiency in environmental impact studies on the benthic macroinvertebrate community in irrigated rice fields (Oryza sativa L.). Soil samplings were conducted with a cylindrical collector in the agricultural years of 2007/08 and 2012/13. Individuals were sorted out and identified up to family level. Data were analyzed through the collector curve, Shannon's Diversity and Pielou's Evenness Index were calculated for the total number of samples and the number of samples defined by the collector curve in each year. Considering the results observed in this study, we indicate a minimum of 12 replicates to obtain the largest number of families without loss of information, in environmental impact studies on benthic macroinvertebrate community in irrigated rice fields.
ABSTRACT
Apresenta uma metodologia de auxílio no diagnóstico por computador (Computer-Aided Diagnosis - CADx) para classificação de malignidade ou benignidade dos nódulos pulmonares em imagens de tomografia computadorizada. O uso dos índices de diversidade filo genética para extração das características dos nódulos, a classificação é realizada com a ferramenta WEKA usando múltiplos classificadores, validação dos resultados com as métricas kappa, Area Under the Curve, sensibilidade, especificidade e acurácia. Os testes mostraram resultados bem objetivos e robustos para uma metodologia CADx com uma acurácia de 98,1%, sensibilidade 98,7%, especificidade 97,9%, um kappa de 0,95 e uma Area Under the Curve de 0,99. Os resultados obtidos comprovaram o bom desempenho das técnicas de extração de características de textura através dos índices apresentados, com uma precisão de 98,1%.
Present a methodology to assist in the computer diagnosis (Computer-Aided Diagnosis -CADx) to classify pulmonary nodules in malignant and benign in CT images. Using phylogenetic diversity index to extract the characteristics of the nodes, the classification made with WEKA tool, validating the results with the following metrics kappa, ROC curve, sensitivity, specificity and accuracy. The tests showed very accurate and robust results for integration in a CADx tool with an accuracy of 98.1%, 98.7% sensitivity, 97.9% specificity, a kappa of 0.95 and an AUC of 0.99. The results indicated a good performance of texture extraction techniques through the indexes presented with an accuracy of 98.1%.
Subject(s)
Humans , Phylogeny , Image Interpretation, Computer-Assisted , Tomography, X-Ray Computed , Classification , Lung Neoplasms/diagnosis , Congresses as TopicABSTRACT
We tested the hypothesis that the variation in tree species alpha diversity is driven by climate in the Brazilian Atlantic Rainforest (ARF). Considering 139 samples of trees with DBH ≥ 4.8 cm, we correlated alpha diversity measures (Shannon heterogeneity index H', Chao I richness estimator, and Simpson concentration index C) with climate variables (perhumidity index, mean annual rainfall, and mean annual temperature) and spatial variables (latitude, longitude, and altitude). Using CCA, multiple regression analysis and RDA procedures, we found a positive relationship between latitude, longitude, and altitude with Shannon's diversity index and Chao I richness estimator, and a negative relationship with Simpson concentration index. Over 75% of the variation remained unexplained and were attributed to stochastic processes. These results indicate that climate has a very weak influence on tree species alpha diversity, which is more influenced by spatial variation in the ARF. We propose that the current tree species alpha diversity could be a result of the history of the ARF during the Cenozoic, when geological events and climate oscillations could have triggered biogeographic processes, such as alternating episodes of vicariance and dispersal, which would have lead to the great diversity of species and heterogeneity across the geographic space observed today.
Investigamos a hipótese de que a variação da diversidade alfa de espécies de árvores é determinada pelo clima na Floresta Pluvial Atlântica brasileira (FPA). Considerando 139 amostras de árvores com DAP ≥ 4,8 cm, correlacionamos medidas de diversidade alfa (heterogeneidade de Shannon H', riqueza Chao I e concentração de Simpson C) com variáveis climáticas (índice de perumidade, precipitação total média anual e temperatura anual média) e variáveis espaciais (latitude, longitude e altitude). Aplicando CCA, análise de regressão múltipla e RDA, encontramos correlação positiva da latitude, longitude e altitude com H' e Chao I e uma correlação negativa com a concentração de Simpson. Mais de 75% das variações permaneceram inexplicadas e foram atribuídas a processos estocásticos. Esses resultados indicam que o clima tem uma fraca influência sobre a diversidade alfa de espécies arbóreas, a qual é mais influenciada pela variação do espaço na FPA. Propomos que a atual diversidade de espécies de árvores poderia ser um resultado da história da FPA durante o Cenozoico, quando eventos geológicos e oscilações climáticas poderiam ter desencadeado processos biogeográficos como episódios alternados de vicariância e dispersão, os quais poderiam ter levado à grande diversificação de espécies e sua heterogeneidade no espaço geográfico que se observa atualmente.
Subject(s)
Biodiversity , ForestsABSTRACT
Predicting how anthropogenic activities may influence the various components of biodiversity is essential for finding ways to reduce diversity loss. This challenge involves: a) understanding how environmental factors influence diversity across different spatial scales, and b) developing ways to measure these relationships in a way that is fast, economical, and easy to communicate. In this study, we investigate whether landscape and bioclimatic variables could explain variation in biodiversity indices in macroinvertebrate communities from 39 Atlantic Forest streams. In addition to traditional diversity measures, i.e., species richness, abundance and Shannon index, we used a taxonomic distinctness index that measures the degree of phylogenetic relationship among taxa. The amount of variation in the diversity measures that was explained by environmental and spatial variables was estimated using variation partitioning based on multiple regression. Our study demonstrates that taxonomic distinctness does not respond in the same way as the traditional used in biodiversity studies. We found no evidence that taxonomic distinctness responds predictably to variation in landscape metrics, indicating the need for the incorporation of predictors at multiple scales in this type of study. The lack of congruence between taxonomic distinctness and other indices and its low predictability may be related to the fact that this measure expresses long-term evolutionary adaptation to ecosystem conditions, while the other traditional biodiversity metrics respond to short-term environmental changes.
Prever como as atividades antrópicas podem influenciar os vários componentes da biodiversidade é essencial para encontrar maneiras de reduzir a perda de diversidade. Este desafio envolve: a) a compreensão de como os fatores ambientais influenciam a diversidade em diferentes escalas espaciais e, b) desenvolver formas de medir essas relações de uma maneira rápida, econômica e de fácil comunicação. Neste estudo, nós investigamos se a paisagem e as variáveis bioclimáticas podem explicar a variação nos índices de biodiversidade em comunidades de macroinvertebrados de 39 riachos de Mata Atlântica. Adicionalmente às medidas tradicionais de diversidade, por ex.: riqueza de espécies, abundância e índice de Shannon, nos utilizamos índice de distinção taxonômica que mede o grau de relação filogenética dentre os taxa. A quantidade de variação nas medidas de diversidade que foi explicado por variáveis ambientais e espaciais foi estimada utilizando a variação particionada baseada em regressão múltipla. O presente estudo demonstra que o índice de distinção taxonômica não responde da mesma maneira que os índices tradicionais utilizados em estudos de biodiversidade. Nós não encontramos nenhuma evidência de que a distinção taxonômica responde previsivelmente à variação métricas da paisagem, indicando a necessidade de incorporação de preditores em múltiplas escalas neste tipo de estudo. A falta de congruência entre a distinção taxonômica e outros índices e sua baixa previsibilidade pode estar relacionada com o fato de esta medida expressar adaptações evolutivas de longo prazo para as condições ambientais, enquanto as outras métricas tradicionais respondem às alterações ambientais de curto prazo.
Subject(s)
Animals , Biodiversity , Environmental Monitoring , Invertebrates/classification , Brazil , Forests , Fresh WaterABSTRACT
Diversity of Scarabaeidae s. str. (Coleoptera) in the Reserva Biológica Guaribas, Mamanguape, Paraiba, Brazil: a comparison between Atlantic Forest and northeast's Tabuleiro. Scarabaeid beetles consume dung and carcasses of large vertebrates. Guilds of scarabeids were compared between Forest and Tabuleiro at the Reserva Biológica Guaribas, Mamanguape, in the state of Paraíba. Samples were collected monthly from November 2001 to April 2002 in Forest and Tabuleiro. Insects were collected by using 24 pitfall-traps, 12 in each area, with six traps baited with human excrement and six with rotten liver. Fifteen species and 1298 specimens were collected in the Forest and 25 species and 2235 specimens in the Tabuleiro. Eleven species occurred in both areas, whereas 14 were found only in the Tabuleiro and four in the Forest. Dichotomius sericeus (Harold, 1867) was the most abundant species in the two areas. The Tabuleiro was the most species-rich; however dominance was greatest in the Forest. The presence of common species in the two studied areas confers a moderate similarity to the forest and Tabuleiro habitats.
Os Scarabaeidae consomem fezes e carcaças de grandes vertebrados. Comunidades de escarabeídeos foram comparadas entre áreas de Mata e Tabuleiro da Reserva Biológica Guaribas, Mamanguape, Paraíba. As amostragens foram realizadas mensalmente durante o período de Novembro/2001 a Abril/2002 em áreas de Tabuleiro e Mata. Para coleta dos insetos foram utilizadas 24 armadilhas pitfall iscadas, 12 em cada área, sendo seis iscadas com fezes humanas e seis com fígado apodrecido. Na área de Mata foram coletados 15 espécies e 1298 indivíduos. Na área de Tabuleiro, 25 espécies e 2235 indivíduos. Onze espécies ocorrem conjuntamente nos dois ambientes, sendo 14 registradas apenas para o Tabuleiro e 4 para a Mata. Dichotomius sericeus (Harold, 1867) foi a espécie mais abundante nas duas áreas. A área de Tabuleiro apresentou maior riqueza, entretanto a Mata apresentou maior dominância. O compartilhamento de espécies comuns entre a Mata e o Tabuleiro confere a estes ambientes similaridade moderada.
Subject(s)
Animals , Coleoptera , Biodiversity , Brazil , EcologyABSTRACT
The effect of anthropic alterations such as drain discharge on a fish community was studied in the Ribeirão Claro River, municipality of Rio Claro, State of São Paulo, southeastern Brazil. Samples were made monthly in three different points along the river (headwaters, mid course, and confluence) between December, 2003 and March, 2004, which is the reproductive period for the majority of the species. The fish community of the Ribeirão Claro River showed a fair composition and diversity, with species rarely observed in studies made in the region, such as Paravandellia oxyfera and Callichthys callichthys. Indices of diversity and equitability showed different results when weight or the number of individuals were considered. Moreover, these indices did not reveal the typical increase in diversity from the headwaters toward the confluence, nor the loss of richness in the part altered by drain discharge. An interpretation should be made with caution, taking into account the diverse factors included in the computation. Similar to the diversity indices, the Morisita-Horn similarity index did not reveal a great difference in the fish community of the confluence of the river, mainly in relation to its mid course. The decline of species richness and trophic composition alteration in the disturbed part is clear, which shows a great dominance of piscivorous species.
Com o objetivo de verificar o efeito de alterações antrópicas, como o despejo de esgotos sobre a comunidade de peixes do Ribeirão Claro, SP, foram feitas coletas mensais em três pontos ao longo do rio (cabeceira, meio e foz) entre dezembro de 2003 e março de 2004, período reprodutivo para a maioria das espécies da região. O Ribeirão Claro apresentou boa composição e variedade em sua comunidade íctia, possuindo espécies raramente observadas em trabalhos na região, como Paravandellia oxyfera e Callichthys callichthys. Os índices de diversidade e equitabilidade apresentaram diferentes resultados quando considerado o peso ou número de indivíduos, além de não evidenciarem o comportamento típico de aumento da diversidade no sentido cabeceira-foz, nem a conseqüente perda de riqueza taxonômica no trecho impactado pelo despejo de esgoto doméstico. Sua interpretação deve ser feita com cautela, considerando os diversos aspectos incluídos em seus cálculos. Assim como os índices de diversidade, a similaridade de Morisita-Horn não ressaltou a grande diferença na comunidade da foz do Ribeirão Claro, em especial com relação ao trecho médio do rio. Fica evidente o declínio na riqueza de espécies no trecho poluído e a alteração em sua composição trófica, apresentando alta dominância de espécies piscívoras.