Eco-hidrologia integrada ao manejo dos recursos hídricos em áreas úmidas: caso do Banhado do Taim, RS / Ecohydrology integrated to the water resources management in wetlands: the Taim Wetland case, RS, Brazil

RESUMO A eco-hidrologia busca integrar os conhecimentos da hidrologia aos da ecologia, criando uma abordagem mais ampla para a compreensão da dinâmica dos recursos hídricos, facilitando o planejamento e as ações de programas de gestão. Uma das formas de integrar hidrologia à ecologia é por meio da elaboração de índices de adequabilidade de hábitat (IAHs), processo que tem se destacado por fornecer informações relevantes sobre áreas úmidas. O IAH é obtido pela relação entre as informações sobre espécies bioindicadoras e as condições eco-hidrológicas necessárias à sua sobrevivência, permitindo a avaliação de impactos sobre as espécies. O desenvolvimento de IAHs, integrados a processos de modelagem hidrodinâmica e sistemas de informação geográfica (SIGs), proporciona a obtenção de imagens de adequabilidade de hábitat, que permitem obter informações espacializadas sobre a qualidade do hábitat de determinada espécie, ou grupo de espécies, colaborando para o aperfeiçoamento das estratégias de gerenciamento dos recursos hídricos e a conservação da biodiversidade de áreas úmidas. A fim de melhor elucidar o processo de desenvolvimento de IAHs e sua aplicação, é apresentada a metodologia utilizada para avaliar a adequabilidade do Banhado do Taim, inserido na Estação Ecológica do Taim, importante área úmida localizada no sul da planície costeira do Rio Grande do Sul.

ABSTRACT The ecohydrology aims at integrating the concepts of hydrology and ecology, creating a broader approach to understand the water resources' dynamics, facilitating the plan and management of resources. One way to integrate hydrology with ecology is by developing Habitat Suitability Index (HSI), a process that stands out by providing relevant information on wetlands. HSI is obtained by relating the information about the bioindicators and ecohydrological conditions necessary to ensure these species' survival, enabling to evaluate the impacts on them. The development of HSIs integrated with hydrodynamic modeling and Geographic Information Systems (GIS) allows us to obtain spatialized habitat suitability information, that provide information about the quality of a species' (or group of species') habitat, contributing to the improvement of water resources management strategies combined with the biodiversity conservation in wetlands. Regarding this, the present article presents the HSI's development process and its application to evaluate the suitability of the Taim Basin, inserted in Taim Ecological Station, an important Southern Coastal wetland located in the State of Rio Grande do Sul.

About rats and jackfruit trees: modeling the carrying capacity of a Brazilian Atlantic Forest spiny-rat Trinomys dimidiatus (Günther, 1877) – Rodentia, Echimyidae – population with varying jackfruit tree (Artocarpus heterophyllus L.) abundances / Sobre ratos e jaqueiras: modelando a capacidade suporte de uma população do rato-de-espinho da Mata Atlântica Trinomys dimidiatus (Günther, 1877) – Rodentia, Echimyidae – em relação a diferentes abundâncias de jaqueiras (Artocarpus heterophyllus L.)

We carried out a six-year study aimed at evaluating if and how a Brazilian Atlantic Forest small mammal community responded to the presence of the invasive exotic species Artocarpus heterophyllus, the jackfruit tree. In the surroundings of Vila Dois Rios, Ilha Grande, RJ, 18 grids were established, 10 where the jackfruit tree was present and eight were it was absent. Previous results indicated that the composition and abundance of this small mammal community were altered by the presence and density of A. heterophyllus. One observed effect was the increased population size of the spiny-rat Trinomys dimidiatus within the grids where the jackfruit trees were present. Therefore we decided to create a mathematical model for this species, based on the Verhulst-Pearl logistic equation. Our objectives were i) to calculate the carrying capacity K based on real data of the involved species and the environment; ii) propose and evaluate a mathematical model to estimate the population size of T. dimidiatus based on the monthly seed production of jackfruit tree, Artocarpus heterophyllus and iii) determinate the minimum jackfruit tree seed production to maintain at least two T. dimidiatus individuals in one study grid. Our results indicated that the predicted values by the model for the carrying capacity K were significantly correlated with real data. The best fit was found considering 20~35% energy transfer efficiency between trophic levels. Within the scope of assumed premises, our model showed itself to be an adequate simulator for Trinomys dimidiatus populations where the invasive jackfruit tree is present.

Realizamos um estudo de seis anos para avaliar se e como uma comunidade de pequenos mamíferos terrestres da Mata Atlântica respondia à presença da jaqueira Artocarpus heterophyllus, espécie possivelmente nativa da Índia. Nos arredores da Vila Dois Rios, Ilha Grande, RJ, nós estabelecemos 18 grades de estudo, sendo 10 com jaqueiras e oito sem jaqueiras. Resultados prévios indicaram que a composição e a abundância dessa comunidade de pequenos mamíferos foram alteradas pela presença e densidade de A. heterophyllus. Um dos efeitos observados foi o aumento das populações do rato-de-espinho Trinomys dimidiatus nas grades onde a jaqueira estava presente. Criamos um modelo matemático para prever a capacidade de suporte dessa espécie, baseado na equação logística de Verhulst-Pearl. Nossos objetivos foram i) calcular a capacidade de suporte K com base em dados reais coletados tanto para T. dimidiatus quanto de seu ambiente; ii) propor e avaliar um modelo matemático para estimar o tamanho populacional de T. dimidiatu baseado na produção mensal de sementes de jaqueira e iii) determinar a produção mínima de sementes de jaqueira necessária para manter pelo menos dois indivíduos de T. dimidiatus. Nossos resultados indicaram que os valores previstos para K gerados pelo modelo foram significativamente correlacionados com os dados reais coletados. O melhor ajuste foi obtido considerando uma eficiência de transferência de energia entre níveis tróficos entre 20 e 35%. Dentro do escopo das premissas assumidas, nosso modelo se mostrou um simulador adequado para populações de T. dimidiatus em áreas onde a jaqueira já tenha invadido.

Potential distribution of the endangered endemic lizard Liolaemus lutzae Mertens, 1938 (Liolaemidae): are there other suitable areas for a geographically restricted species? / Distribuição potencial do lagarto endêmico e ameaçado Liolaemus lutzae Mertens, 1938 (Liolaemidae): existem outras áreas favoráveis a uma espécie geograficamente restrita?

In this study we attempted to access further information on the geographical distribution of the endangered lizard Liolaemus lutzae, estimating its potential distribution through the maximum entropy algorithm. For this purpose, we related its points of occurrence with matrices of environmental variables. After examining the correlation between environmental matrices, we selected 10 for model construction. The main variables influencing the current geographic distribution of L. lutzae were the diurnal temperature range and altitude. The species endemism seemed to be a consequence of a reduction of the original distribution area. Alternatively, the resulting model may reflect the geographic distribution of an ancestral lineage, since the model selected areas of occurrence of the two other species of Liolaemus from Brazil (L. arambarensis and L. occipitalis), all living in sand dune habitats and having psamophilic habits. Due to the high loss rate of habitat occupied by the species, the conservation and recovery of the remaining areas affected by human actions is essential.

No presente estudo buscamos acessar informações adicionais acerca da distribuição geográfica do lagarto Liolaemus lutzae, estimando sua distribuição potencial através do algoritmo de máxima entropia. Para tanto, relacionamos os pontos de ocorrência da espécie com matrizes de variáveis ambientais. Após análise da correlação entre as matrizes ambientais, selecionamos 10 variáveis não correlacionadas para a construção do modelo. As principais variáveis que influenciam a distribuição geográfica atual de L. lutzae foram a amplitude média diurna de temperatura e a altitude. O endemismo atual da espécie parece ser consequência da redução da área de ocorrência original. Alternativamente, o modelo resultante pode refletir a distribuição geográfica de uma linhagem ancestral, devido à seleção das áreas de ocorrência das outras espécies de Liolaemus com registro no Brasil (L. arambarensis e L. occipitalis), todas vivendo em ambientes de dunas arenosas e possuindo hábitos psamófilos. Considerando a grande taxa de perda do habitat ocupado pela espécie, torna-se imprescindível a conservação dos remanescentes e a recuperação de áreas afetadas pelas ações humanas.

The role of Remote Sensing and GIS for spatial prediction of vector-borne diseases transmission: A systematic review.

There have been several attemps made to the appreciation of remote sensing and GIS for the study of vectors, biodiversity, vector presence, vector abundance and the vector-borne diseases with respect to space and time. This study was made for reviewing and appraising the potential use of remote sensing and GIS applications for spatial prediction of vector-borne diseases transmission. The nature of the presence and the abundance of vectors and vector-borne diseases, disease infection and the disease transmission are not ubiquitous and are confined with geographical, environmental and climatic factors, and are localized. The presence of vectors and vector-borne diseases is most complex in nature, however, it is confined and fueled by the geographical, climatic and environmental factors including man-made factors. The usefulness of the present day availability of the information derived from the satellite data including vegetation indices of canopy cover and its density, soil types, soil moisture, soil texture, soil depth, etc. is integrating the information in the expert GIS engine for the spatial analysis of other geoclimatic and geoenvironmental variables. The present study gives the detailed information on the classical studies of the past and present, and the future role of remote sensing and GIS for the vector-borne diseases control. The ecological modeling directly gives us the relevant information to understand the spatial variation of the vector biodiversity, vector presence, vector abundance and the vector-borne diseases in association with geoclimatic and the environmental variables. The probability map of the geographical distribution and seasonal variations of horizontal and vertical distribution of vector abundance and its association with vector-borne diseases can be obtained with low cost remote sensing and GIS tool with reliable data and speed.