Forest yield prediction under different climate change scenarios using data intelligent models in Pakistan

Abstract This study aimed to develop and evaluate data driven models for prediction of forest yield under different climate change scenarios in the Gallies forest division of district Abbottabad, Pakistan. The Random Forest (RF) and Kernel Ridge Regression (KRR) models were developed and evaluated using yield data of two species (Blue pine and Silver fir) as an objective variable and climate data (temperature, humidity, rainfall and wind speed) as predictive variables. Prediction accuracy of both the models were assessed by means of root mean squared error (RMSE), mean absolute error (MAE), correlation coefficient (r), relative root mean squared error (RRMSE), Legates-McCabes (LM), Willmotts index (WI) and Nash-Sutcliffe (NSE) metrics. Overall, the RF model outperformed the KRR model due to its higher accuracy in forecasting of forest yield. The study strongly recommends that RF model should be applied in other regions of the country for prediction of forest growth and yield, which may help in the management and future planning of forest productivity in Pakistan.

Resumo Este estudo teve como objetivo desenvolver e avaliar modelos baseados em dados para previsão da produção florestal em diferentes cenários de mudanças climáticas na divisão florestal Gallies do distrito de Abbottabad, Paquistão. Os modelos Random Forest (RF) e Kernel Ridge Regression (KRR) foram desenvolvidos e avaliados usando dados de produção de duas espécies (pinheiro-azul e abeto-prateado) como uma variável objetiva e dados climáticos (temperatura, umidade, precipitação e velocidade do vento) como preditivos variáveis. A precisão da previsão de ambos os modelos foi avaliada por meio de erro quadrático médio (RMSE), erro absoluto médio (MAE), coeficiente de correlação (r), erro quadrático médio relativo (RRMSE), Legates-McCabes (LM), índice de Willmott (WI) e métricas Nash-Sutcliffe (NSE). No geral, o modelo RF superou o modelo KRR devido à sua maior precisão na previsão do rendimento florestal. O estudo recomenda fortemente que o modelo RF seja aplicado em outras regiões do país para previsão do crescimento e produtividade florestal, o que pode ajudar no manejo e planejamento futuro da produtividade florestal no Paquistão.

Percentage of importance indice-production unknown: loss and solution sources identification on system

Abstract Indices are used to help on decision-making. This study aims to develop and test an index, which can determine the loss (e.g., herbivorous insects) and solution (e.g., natural enemies) sources. They will be classified according to their importance regarding the ability to damage or to reduce the source of damage to the system when the final production is unknown. Acacia auriculiformis (Fabales: Fabaceae), a non-native pioneer species in Brazil with fast growth and rusticity, is used in restoration programs, and it is adequate to evaluate a new index. The formula was: Percentage of the Importance Indice-Production Unknown (% I.I.-PU) = [(ks1 x c1 x ds1)/ (ks1 x c1 x ds1) + (ks2 x c2 x ds2) + (ksn x cn x dsn)] x 100. The loss sources Aethalion reticulatum L., 1767 (Hemiptera: Aethalionidae), Aleyrodidae (Hemiptera), Stereoma anchoralis Lacordaire, 1848 (Coleoptera: Chrysomelidae), and Tettigoniidae, and solution sources Uspachus sp. (Araneae: Salticidae), Salticidae (Araneae), and Pseudomyrmex termitarius (Smith, 1877) (Hymenoptera: Formicidae) showed the highest % I.I.-PU on leaves of A. auriculiformis saplings. The number of Diabrotica speciosa Germar, 1824 (Coleoptera: Chrysomelidae) was reduced per number of Salticidae; that of A. reticulatum that of Uspachus sp.; and that of Cephalocoema sp. (Orthoptera: Proscopiidae) that of P. termitarius on A. auriculiformis saplings. However, the number of Aleyrodidae was increased per number of Cephalotes sp. (Hymenoptera: Formicidae) and that of A. reticulatum that of Brachymyrmex sp. (Hymenoptera: Formicidae) on A. auriculiformis saplings. The A. reticulatum damage was reduced per number of Uspachus sp., but the Aleyrodidae damage was increased per number of Cephalotes sp., totaling 23.81% of increase by insect damages on A. auriculiformis saplings. Here I show and test the % I.I.-PU. It is an new index that can detect the loss or solution sources on a system when production is unknown. It can be applied in some knowledge areas.

Resumo Índices são usados para ajudar na tomada de decisões. Este trabalho teve como objetivo desenvolver e testar um índice capaz de determinar fontes de perda (ex.: insetos herbívoros) e de solução (ex.: inimigos naturais). Eles serão classificados de acordo com sua importância quanto a habilidade de danificar ou reduzir danos no sistema, quando a produção final é desconhecida. Acacia auriculiformis (Fabales: Fabaceae), uma espécie pioneira não nativa do Brasil com rápido crescimento e rusticidade, usada em programas de restauração, é adequada para avaliar um novo índice. A fórmula foi: Porcentagem de Índice de Importância-Produção Desconhecida (% I.I.-PD) = [(ks1 x c1 x ds1)/ (ks1 x c1 x ds1) + (ks2 x c2 x ds2) + (ksn x cn x dsn)] x 100. As fontes de perda Aethalion reticulatum L., 1767 (Hemiptera: Aethalionidae), Aleyrodidae (Hemiptera), Stereoma anchoralis Lacordaire, 1848 (Coleoptera: Chrysomelidae) e Tettigoniidae, e as fontes de solução Uspachus sp. (Araneae: Salticidae), Salticidae (Araneae) e Pseudomyrmex termitarius (Smith, 1877) (Hymenoptera: Formicidae) apresentaram maiores % I.I.-PD nas folhas das mudas de A. auriculiformis. O número de Diabrotica speciosa Germar, 1824 (Coleoptera: Chrysomelidae) foi reduzido pelo número de Salticidae; o de A. reticulatum pelo de Uspachus sp.; e o de Cephalocoema sp. (Orthoptera: Proscopiidae) pelo de P. termitarius em mudas de A. auriculiformis. Entretanto, o número de Aleyrodidae foi aumentado pelo número de Cephalotes sp. (Hymenoptera: Formicidae) e o de A. reticulatum pelo de Brachymyrmex sp. (Hymenoptera: Formicidae) em mudas de A. auriculiformis. O dano de A. reticulatum foi reduzido pelo número de Uspachus sp., mas o dano de Aleyrodidae foi aumentado pelo número de Cephalotes sp., totalizando 23,81% de aumento de danos em mudas de A. auriculiformis. Aqui eu apresento e testo o % I.I.-PD. Ele é um novo índice capaz de detectar fontes de perda e de solução no sistema quando não se conhece a produção final. Ele pode ser aplicado em algumas áreas do conhecimento.

Variations in soil physico-chemical properties, soil stocks, and soil stoichiometry under different soil layers, the major forest region Liupan Mountains of Northwest China

Abstract Liupan Mountains are an important region in China in the context of forest cover and vegetation due to huge afforestation and plantation practices, which brought changes in soil physio-chemical properties, soil stocks, and soil stoichiometries are rarely been understood. The study aims to explore the distribution of soil nutrients at 1-m soil depth in the plantation forest region. The soil samples at five depth increments (0-20, 20-40, 40-60, 60-80, and 80-100 cm) were collected and analyzed for different soil physio-chemical characteristics. The results showed a significant variation in soil bulk density (BD), soil porosity, pH, cation exchange capacity (CEC), and electric conductivity (EC) values. More soil BD (1.41 g cm-3) and pH (6.97) were noticed in the deep soil layer (80-100 cm), while the highest values of porosity (60.6%), EC (0.09 mS cm-1), and CEC (32.9 c mol kg-1) were reflected in the uppermost soil layer (0-20 cm). Similarly, the highest contents of soil organic carbon (SOC), total phosphorus (TP), available phosphorus (AP), total nitrogen (TN), and available potassium (AK) were calculated in the surface soil layer (0-20 cm). With increasing soil depth increment a decreasing trend in the SOC and other nutrient concentration were found, whereas the soil total potassium (TK) produced a negative correlation with soil layer depth. The entire results produced the distribution of SOCs and TNs (stocks) at various soil depths in forestland patterns were 020cm > 2040cm > 4060cm 6080cm 80100 cm. Furthermore, the stoichiometric ratios of C, N, and P, the C/P, and N/P ratios showed maximum values (66.49 and 5.46) in 0-20 cm and lowest values (23.78 and 1.91) in 80-100 cm soil layer depth. Though the C/N ratio was statistically similar across the whole soil profile (0-100 cm). These results highlighted that the soil depth increments might largely be attributed to fluctuations in soil physio-chemical properties, soil stocks, and soil stoichiometries. Further study is needed to draw more conclusions on nutrient dynamics, soil stocks, and soil stoichiometry in these forests.

Resumo As montanhas de Liupan são uma região importante na China no contexto de cobertura florestal e vegetação devido às enormes práticas de florestamento e plantação, que trouxeram mudanças nas propriedades físico-químicas do solo, e estoques e estequiometrias do solo raramente são compreendidos. O estudo visa explorar a distribuição de nutrientes do solo a 1 m de profundidade do solo na região da floresta plantada. As amostras de solo em cinco incrementos de profundidade (0-20, 20-40, 40-60, 60-80 e 80-100 cm) foram coletadas e analisadas para diferentes características físico-químicas do solo. Os resultados mostraram uma variação significativa nos valores de densidade do solo (BD), porosidade do solo, pH, capacidade de troca catiônica (CEC) e condutividade elétrica (CE). Mais DB do solo (1,41 g cm-3) e pH (6,97) do solo foram observados na camada profunda do solo (80-100 cm), enquanto os maiores valores de porosidade (60,6%), CE (0,09 mS cm-1) e CEC (32,9 c mol kg-1) foram refletidos na camada superior do solo (0-20 cm). Da mesma forma, os maiores teores de carbono orgânico do solo (SOC), fósforo total (TP), fósforo disponível (AP), nitrogênio total (TN) e potássio disponível (AK) foram calculados na camada superficial do solo (0-20 cm). Com o aumento do incremento da profundidade do solo, uma tendência decrescente no SOC e na concentração de outros nutrientes foi encontrada, enquanto o potássio total do solo (TK) produziu uma correlação negativa com a profundidade da camada do solo. Todos os resultados produziram a distribuição de SOCs e TNs (estoques) em várias profundidades de solo em padrões de floresta 0 20cm> 20 40cm> 40 60cm 60 80cm 80 100 cm. Além disso, as relações estequiométricas de C, N e P, as relações C / P e N / P, apresentaram valores máximos (66,49 e 5,46) em 0-20 cm, e valores mais baixos (23,78 e 1,91) em solo de 80-100 cm profundidade da camada. Embora a relação C / N fosse estatisticamente semelhante em todo o perfil do solo (0-100 cm). Esses resultados destacaram que os incrementos de profundidade do solo podem ser amplamente atribuídos a flutuações nas propriedades físico-químicas do solo, estoques e estequiometrias do solo. Mais estudos são necessários para tirar conclusões adicionais sobre a dinâmica dos nutrientes, estoques de solo e estequiometria do solo nessas florestas.

Percentage of importance indice-production unknown: loss and solution sources identification on system / Percentagem de índice de importância-produção desconhecida: identificação de fontes de perda e de solução no sistema

Abstract Indices are used to help on decision-making. This study aims to develop and test an index, which can determine the loss (e.g., herbivorous insects) and solution (e.g., natural enemies) sources. They will be classified according to their importance regarding the ability to damage or to reduce the source of damage to the system when the final production is unknown. Acacia auriculiformis (Fabales: Fabaceae), a non-native pioneer species in Brazil with fast growth and rusticity, is used in restoration programs, and it is adequate to evaluate a new index. The formula was: Percentage of the Importance Indice-Production Unknown (% I.I.-PU) = [(ks1 x c1 x ds1)/Σ (ks1 x c1 x ds1) + (ks2 x c2 x ds2) + (ksn x cn x dsn)] x 100. The loss sources Aethalion reticulatum L., 1767 (Hemiptera: Aethalionidae), Aleyrodidae (Hemiptera), Stereoma anchoralis Lacordaire, 1848 (Coleoptera: Chrysomelidae), and Tettigoniidae, and solution sources Uspachus sp. (Araneae: Salticidae), Salticidae (Araneae), and Pseudomyrmex termitarius (Smith, 1877) (Hymenoptera: Formicidae) showed the highest % I.I.-PU on leaves of A. auriculiformis saplings. The number of Diabrotica speciosa Germar, 1824 (Coleoptera: Chrysomelidae) was reduced per number of Salticidae; that of A. reticulatum that of Uspachus sp.; and that of Cephalocoema sp. (Orthoptera: Proscopiidae) that of P. termitarius on A. auriculiformis saplings. However, the number of Aleyrodidae was increased per number of Cephalotes sp. (Hymenoptera: Formicidae) and that of A. reticulatum that of Brachymyrmex sp. (Hymenoptera: Formicidae) on A. auriculiformis saplings. The A. reticulatum damage was reduced per number of Uspachus sp., but the Aleyrodidae damage was increased per number of Cephalotes sp., totaling 23.81% of increase by insect damages on A. auriculiformis saplings. Here I show and test the % I.I.-PU. It is an new index that can detect the loss or solution sources on a system when production is unknown. It can be applied in some knowledge areas.

Resumo Índices são usados para ajudar na tomada de decisões. Este trabalho teve como objetivo desenvolver e testar um índice capaz de determinar fontes de perda (ex.: insetos herbívoros) e de solução (ex.: inimigos naturais). Eles serão classificados de acordo com sua importância quanto a habilidade de danificar ou reduzir danos no sistema, quando a produção final é desconhecida. Acacia auriculiformis (Fabales: Fabaceae), uma espécie pioneira não nativa do Brasil com rápido crescimento e rusticidade, usada em programas de restauração, é adequada para avaliar um novo índice. A fórmula foi: Porcentagem de Índice de Importância-Produção Desconhecida (% I.I.-PD) = [(ks1 x c1 x ds1)/Σ (ks1 x c1 x ds1) + (ks2 x c2 x ds2) + (ksn x cn x dsn)] x 100. As fontes de perda Aethalion reticulatum L., 1767 (Hemiptera: Aethalionidae), Aleyrodidae (Hemiptera), Stereoma anchoralis Lacordaire, 1848 (Coleoptera: Chrysomelidae) e Tettigoniidae, e as fontes de solução Uspachus sp. (Araneae: Salticidae), Salticidae (Araneae) e Pseudomyrmex termitarius (Smith, 1877) (Hymenoptera: Formicidae) apresentaram maiores % I.I.-PD nas folhas das mudas de A. auriculiformis. O número de Diabrotica speciosa Germar, 1824 (Coleoptera: Chrysomelidae) foi reduzido pelo número de Salticidae; o de A. reticulatum pelo de Uspachus sp.; e o de Cephalocoema sp. (Orthoptera: Proscopiidae) pelo de P. termitarius em mudas de A. auriculiformis. Entretanto, o número de Aleyrodidae foi aumentado pelo número de Cephalotes sp. (Hymenoptera: Formicidae) e o de A. reticulatum pelo de Brachymyrmex sp. (Hymenoptera: Formicidae) em mudas de A. auriculiformis. O dano de A. reticulatum foi reduzido pelo número de Uspachus sp., mas o dano de Aleyrodidae foi aumentado pelo número de Cephalotes sp., totalizando 23,81% de aumento de danos em mudas de A. auriculiformis. Aqui eu apresento e testo o % I.I.-PD. Ele é um novo índice capaz de detectar fontes de perda e de solução no sistema quando não se conhece a produção final. Ele pode ser aplicado em algumas áreas do conhecimento.

Variations in soil physico-chemical properties, soil stocks, and soil stoichiometry under different soil layers, the major forest region Liupan Mountains of Northwest China / Variações nas propriedades físico-químicas do solo, estoques e estequiometria do solo sob diferentes camadas de solo, a principal região florestal das montanhas Liupan do noroeste da China

Liupan Mountains are an important region in China in the context of forest cover and vegetation due to huge afforestation and plantation practices, which brought changes in soil physio-chemical properties, soil stocks, and soil stoichiometries are rarely been understood. The study aims to explore the distribution of soil nutrients at 1-m soil depth in the plantation forest region. The soil samples at five depth increments (0-20, 20-40, 40-60, 60-80, and 80-100 cm) were collected and analyzed for different soil physio-chemical characteristics. The results showed a significant variation in soil bulk density (BD), soil porosity, pH, cation exchange capacity (CEC), and electric conductivity (EC) values. More soil BD (1.41 g cm-3) and pH (6.97) were noticed in the deep soil layer (80-100 cm), while the highest values of porosity (60.6%), EC (0.09 mS cm-1), and CEC (32.9 c mol kg-1) were reflected in the uppermost soil layer (0-20 cm). Similarly, the highest contents of soil organic carbon (SOC), total phosphorus (TP), available phosphorus (AP), total nitrogen (TN), and available potassium (AK) were calculated in the surface soil layer (0-20 cm). With increasing soil depth increment a decreasing trend in the SOC and other nutrient concentration were found, whereas the soil total potassium (TK) produced a negative correlation with soil layer depth. The entire results produced the distribution of SOCs and TNs (stocks) at various soil depths in forestland patterns were 0→20cm > 20→40cm > 40→60cm ≥ 60→80cm ≥ 80→100 cm. Furthermore, the stoichiometric ratios of C, N, and P, the C/P, and N/P ratios showed maximum values (66.49 and 5.46) in 0-20 cm and lowest values (23.78 and 1.91) in 80-100 cm soil layer depth. Though the C/N ratio was statistically similar across the whole soil profile (0-100 cm). These results highlighted that the soil depth increments might largely be attributed to fluctuations in soil physio-chemical properties, soil stocks, and soil stoichiometries. Further study is needed to draw more conclusions on nutrient dynamics, soil stocks, and soil stoichiometry in these forests.

As montanhas de Liupan são uma região importante na China no contexto de cobertura florestal e vegetação devido às enormes práticas de florestamento e plantação, que trouxeram mudanças nas propriedades físico-químicas do solo, e estoques e estequiometrias do solo raramente são compreendidos. O estudo visa explorar a distribuição de nutrientes do solo a 1 m de profundidade do solo na região da floresta plantada. As amostras de solo em cinco incrementos de profundidade (0-20, 20-40, 40-60, 60-80 e 80-100 cm) foram coletadas e analisadas para diferentes características físico-químicas do solo. Os resultados mostraram uma variação significativa nos valores de densidade do solo (BD), porosidade do solo, pH, capacidade de troca catiônica (CEC) e condutividade elétrica (CE). Mais DB do solo (1,41 g cm-3) e pH (6,97) do solo foram observados na camada profunda do solo (80-100 cm), enquanto os maiores valores de porosidade (60,6%), CE (0,09 mS cm-1) e CEC (32,9 c mol kg-1) foram refletidos na camada superior do solo (0-20 cm). Da mesma forma, os maiores teores de carbono orgânico do solo (SOC), fósforo total (TP), fósforo disponível (AP), nitrogênio total (TN) e potássio disponível (AK) foram calculados na camada superficial do solo (0-20 cm). Com o aumento do incremento da profundidade do solo, uma tendência decrescente no SOC e na concentração de outros nutrientes foi encontrada, enquanto o potássio total do solo (TK) produziu uma correlação negativa com a profundidade da camada do solo. Todos os resultados produziram a distribuição de SOCs e TNs (estoques) em várias profundidades de solo em padrões de floresta 0 → 20cm> 20 → 40cm> 40 → 60cm ≥ 60 → 80cm ≥ 80 → 100 cm. Além disso, as relações estequiométricas de C, N e P, as relações C / P e N / P, apresentaram valores máximos (66,49 e 5,46) em 0-20 cm, e valores mais baixos (23,78 e 1,91) em solo de 80-100 cm profundidade da camada. Embora a relação C / N fosse estatisticamente semelhante em todo o perfil do solo (0-100 cm). Esses resultados destacaram que os incrementos de profundidade do solo podem ser amplamente atribuídos a flutuações nas propriedades físico-químicas do solo, estoques e estequiometrias do solo. Mais estudos são necessários para tirar conclusões adicionais sobre a dinâmica dos nutrientes, estoques de solo e estequiometria do solo nessas florestas.

Forest yield prediction under different climate change scenarios using data intelligent models in Pakistan / Previsão de produção florestal em diferentes cenários de mudanças climáticas usando modelos inteligentes de dados no Paquistão

Abstract This study aimed to develop and evaluate data driven models for prediction of forest yield under different climate change scenarios in the Gallies forest division of district Abbottabad, Pakistan. The Random Forest (RF) and Kernel Ridge Regression (KRR) models were developed and evaluated using yield data of two species (Blue pine and Silver fir) as an objective variable and climate data (temperature, humidity, rainfall and wind speed) as predictive variables. Prediction accuracy of both the models were assessed by means of root mean squared error (RMSE), mean absolute error (MAE), correlation coefficient (r), relative root mean squared error (RRMSE), Legates-McCabe's (LM), Willmott's index (WI) and Nash-Sutcliffe (NSE) metrics. Overall, the RF model outperformed the KRR model due to its higher accuracy in forecasting of forest yield. The study strongly recommends that RF model should be applied in other regions of the country for prediction of forest growth and yield, which may help in the management and future planning of forest productivity in Pakistan.

Resumo Este estudo teve como objetivo desenvolver e avaliar modelos baseados em dados para previsão da produção florestal em diferentes cenários de mudanças climáticas na divisão florestal Gallies do distrito de Abbottabad, Paquistão. Os modelos Random Forest (RF) e Kernel Ridge Regression (KRR) foram desenvolvidos e avaliados usando dados de produção de duas espécies (pinheiro-azul e abeto-prateado) como uma variável objetiva e dados climáticos (temperatura, umidade, precipitação e velocidade do vento) como preditivos variáveis. A precisão da previsão de ambos os modelos foi avaliada por meio de erro quadrático médio (RMSE), erro absoluto médio (MAE), coeficiente de correlação (r), erro quadrático médio relativo (RRMSE), Legates-McCabe's (LM), índice de Willmott (WI) e métricas Nash-Sutcliffe (NSE). No geral, o modelo RF superou o modelo KRR devido à sua maior precisão na previsão do rendimento florestal. O estudo recomenda fortemente que o modelo RF seja aplicado em outras regiões do país para previsão do crescimento e produtividade florestal, o que pode ajudar no manejo e planejamento futuro da produtividade florestal no Paquistão.

Novelties from the herbaceous stratum in a key region for the conservation of the Southern Amazon / Novidades do estrato herbáceo em uma região chave para a conservação da Amazônia Meridional

Abstract The contribution of the herbaceous stratum to tropical plant diversity is considerable, however this component remains undersampled. We investigated floristic, structural, ecological and conservation issues concerning the herbaceous component of a seasonal deciduous forest associated with granitic rock outcrops in the Cristalino Region, a key area for biodiversity conservation in the Brazilian Amazon. We installed a permanent plot of 1 ha, allocating 10 transect-lines of 20 m each. We identified the sampled individuals, measured height and projection, and verified cover and frequency per species, genera and family. We recorded 86 species, 62 genera and 25 families, with Orchidaceae being the family with the highest species richness. Among the 26 new species added to Cristalino Flora, we included Philodendron deflexum Poepp. ex Schott and Griffinia nocturna Ravenna, the latter 'Critically Endangered'. Furthermore, the occurrence of G. nocturna in an Amazonian forest matrix is a novelty in this study. The estimate of species diversity according to Shannon-Wiener (H') was 2.43 nats.ind.-1 (equivalent to 11.37 ± 0.90 IC95% equally common species), and according to Simpson (1/D), 6.82 (± 0.648 IC95%). The rarefaction and extrapolation curves for the diversity estimates tended to stabilize. Although the vegetation on rock outcrops usually presents a high number of endemic species, this pattern was not found in our study area, which can be explained by its continuous occurrence in the forest matrix. The understory of our study area consists in a mixture of floras, being composed mainly of species from the Amazon and/or Cerrado biomes. In view of the current anthropic pressure faced by the southern Amazon, we reinforce the importance of carrying out inventories of its herbaceous communities, since the risk of species loss is even more alarming when considering present undersampling of this component.

Resumo A contribuição do estrato herbáceo para a diversidade de plantas tropicais é considerável, mas esse componente permanece subamostrado. Investigamos questões florísticas, estruturais, ecológicas e de conservação relacionadas ao componente herbáceo de uma floresta estacional decidual associada a afloramentos rochosos graníticos na região do Cristalino, que é uma área chave para a conservação da biodiversidade na Amazônia brasileira. Instalamos um plot permanente de 1 ha, alocando 10 linhas de 20 m cada. Identificamos os indivíduos amostrados, medimos altura e projeção e verificamos cobertura e frequência por espécie, gênero e família. Registramos 86 espécies, 62 gêneros e 25 famílias, sendo Orchidaceae a família com maior riqueza de espécies. Entre as 26 novas espécies adicionadas à Flora do Cristalino, incluímos Philodendron deflexum Poepp ex Schott e Griffinia nocturna Ravenna, esta última 'Criticamente Ameaçada'. Além disso, a ocorrência de G. nocturna em uma matriz florestal amazônica é uma novidade neste estudo. A estimativa da diversidade de espécies de acordo com Shannon-Wiener (H ') foi 2,43 nats / ind.-1 (equivalente a 11,37 ± 0,90 IC95% espécies igualmente comuns), e de acordo com Simpson (1/D), 6,82 (± 0,648 IC95%). As curvas de rarefação e extrapolação para as estimativas de diversidade tenderam à estabilização. Embora a vegetação associada a afloramentos rochosos em geral apresente um elevado número de espécies endêmicas, esse padrão não foi encontrado para a nossa área de estudo, o que pode ser explicado pela sua ocorrência contínua à matriz florestal. O sub-bosque da nossa área de estudo apresenta mistura de floras, sendo composto principalmente por espécies dos biomas Amazônia e/ou Cerrado. Diante das pressões antrópicas existentes no sul da Amazônia, reforçamos a importância da realização de inventários das comunidades herbáceas desse bioma, já que o risco de perda de espécies é ainda mais alarmante quando consideramos a subamostragem desse componente.

Science and environmental policy establishment: the case of the Forest Act in the State of São Paulo, Brazil / Ciência e implementação de política ambiental: o caso do Código Florestal no Estado de São Paulo, Brasil

Abstract Natural ecosystems are under severe threat worldwide and environmental policies are essential to minimize present and future impacts on biodiversity, ecosystem services and climate change. The New Forest Act in Brazil is the main policy to protect native vegetation in private lands, which comprise 54% of the remaining Brazilian native vegetation. However, conflicts between environmental and agricultural concerns in its implementation demand for balanced solutions based on scientific evidence. To face the challenge of applying science in environmental policy establishment, we developed a scientific project funded by the São Paulo State Research Foundation (FAPESP) to support the implementation of the New Forest Act in São Paulo State, as part of the Biota/FAPESP Program. The project was conducted differently from a regular research project: the broad objective was to provide scientific support to the State's implementation of the New Forest Act, based on a participatory interaction among stakeholders to build specific objectives, methods, and discussion of results, within an interdisciplinary and intersectoral research team. Here, we present the lessons learned during and after the four years of the research project development to evaluate how scientific knowledge can be produced and adopted in the implementation of a specific environmental policy. We present the main outcomes and the challenges faced in trying to include scientific data in the decision-making process. We also present current and future challenges in the New Forest Act implementation that could be solved with scientific evidence. The lessons learned showed that even designing the project in order to meet the needs to support the implementation of the environmental policy, avoiding difficulties normally pointed out by similar projects, there was a great difficulty for scientific contributions to be adopted in the decision-making process. Most of the scientific information and advice, even after discussion and common understanding among a diverse stakeholder group, were ignored or over-ruled in the final decision-making phases.

Resumo Os ecossistemas naturais estão sob grave ameaça em todo o mundo e as políticas ambientais são essenciais para minimizar os impactos presentes e futuros na biodiversidade, nos serviços ecossistêmicos e nas mudanças climáticas. O Novo Código Florestal no Brasil é a principal política de proteção da vegetação nativa em terras privadas, que compreende 54% da vegetação nativa remanescente brasileira. No entanto, os conflitos entre as preocupações ambientais e agrícolas na sua implementação exigem soluções equilibradas e baseadas em evidências científicas. Para enfrentar o desafio de aplicar a ciência no estabelecimento de políticas ambientais, desenvolvemos um projeto científico financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) para apoiar a implementação do Novo Código Florestal no Estado de São Paulo, como parte do Programa Biota/FAPESP. O projeto foi conduzido de forma diferente de um projeto de pesquisa regular: o objetivo amplo foi fornecer suporte científico para a implementação do Novo Código Florestal pelo Estado, a partir de uma interação participativa entre as partes interessadas para construir objetivos específicos, métodos e discussão de resultados, dentro de uma equipe de pesquisa interdisciplinar e intersetorial. Aqui, apresentamos as lições aprendidas durante e após os quatro anos de desenvolvimento do projeto de pesquisa para avaliar como o conhecimento científico pode ser produzido e adotado na implementação de uma política ambiental específica. Apresentamos os principais resultados e os desafios enfrentados na tentativa de incluir dados científicos no processo decisório. Apresentamos também desafios atuais e futuros na implementação do Novo Código Florestal que podem ser resolvidos com evidências científicas. As lições aprendidas mostraram que mesmo concebendo o projeto de forma a atender as necessidades de apoio à implementação da política ambiental, evitando dificuldades normalmente apontadas por projetos semelhantes, houve uma grande dificuldade para que contribuições científicas fossem adotadas no processo decisório. A maioria das informações e conselhos científicos, mesmo após discussão e entendimento comum entre um grupo diversificado de partes interessadas, foi ignorada nas fases finais de tomada de decisão.

Regional concentration of native fuelwood production in Rio Grande do Norte, Brazil (1990­2017) / Concentração regional da produção de lenha nativa no Rio Grande do Norte, Brasil (1990-2017)

This paper examined the regional concentration of native fuelwood production in Rio Grande do Norte, Brazil, between 1990-2017. Information on native fuelwood was gathered from forestry activities collected by the Brazilian Institute of Geography and Statistics (IBGE). This study analyzed the current situation and the spatial distribution of the state's fuelwood production by quartiles. The following indicators were used to measure market concentration: Gini Coefficient (G), Comprehensive Concentration Index (CCI), Herfindahl-Hirschman Index (HHI) and Concentration Ratio [CR(k)]. In Rio Grande do Norte, there was a -2.76% annual decrease in the production of native fuelwood, from 5,280 x10³ m³ (1990) to 777 x10³ m³ (2017). Classification of the municipalities by quartile revealed that most municipalities had low fuelwood production. The G inferred a very strong to absolute inequality for the municipalities and a weak to null inequality for the mesoregions.The CCI demonstrated no market concentration in the municipalities and a regional concentration in the mesoregions. The HHI corroborated the CCI by affirming the presence of a competitive market for the municipalities and microregions and a concentrated market in the mesoregions.The CR(k) of the four largest municipalities indicated a moderately low concentration. This study concluded that there is a competitive market structure for native fuelwood inthe state of Rio Grande do Norte.

Este artigo analisou a concentração regional da produção de lenha nativa do Rio Grande do Norte - Brasil, no período de 1990 a 2017. As informações da lenha nativa foram obtidas da produção da extração vegetal e da silvicultura, disponíveis no Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). Analisou a conjuntura, a distribuição espacial da produção de lenha estadual por meio os quartis e mensurou a concentração por meio dos indicadores: Coeficiente de Gini (G), Índice de Concentração Compreensiva (CCI), Índice de Herfindahl-Hirschman (HHI) e Razão de Concentração [CR(k)]. Os resultados mostraram que houve decréscimo de -2,76% a.a. na produção de lenha nativa estadual, partindo de 5.280 x10³ m³ (1990) para 777 x10³ m³ (2017). O quartil municipal revelou que a maioria dos municípios produz pouca lenha; apesar do G ter inferido uma desigualdade muito forte a absoluta para os municípios produtores de lenha e fraca a nula para as mesorregiões, já o CCI mostrou para os municípios que é não concentrado e as mesorregiões tem concentração regional; HHI corroborou com esta afirmação mostrando um mercado altamente competitivo para os municípios e microrregiões e concentrado para as mesorregiões produtoras de lenha; o CR(k) dos quatro maiores municípios foi constatada uma concentração moderadamente baixa. Conclui-se que a lenha nativa do estado do Rio Grande do Norte possui estrutura de mercado competitiva.

Mammals of Cajuru State Forest and surroundings: a neglected but important Protected Area for the Cerrado conservation in the São Paulo state, Brazil / Mamíferos da Floresta Estadual de Cajuru e arredores: uma Área Protegida negligenciada mas importante para a conservação do Cerrado no estado de São Paulo, Brasil

Abstract: The Cerrado has been severely impacted by anthropogenic disturbances, with a tiny proportion of its original extent remaining in its southern portions. In the state of São Paulo, only 7% of this vegetation remains and relatively little is known about the biodiversity of these fragments. To fill this knowledge gap, we inventoried medium and large-sized terrestrial mammals of a neglected region, including a sustainable use protected area, Cajuru State Forest (CSF), adjacent native vegetation remnants protected by the Native Vegetation Protection Law and owned by a paper and cellulose company (Dois Córregos Farm; DCF), and their surroundings. We recorded 20 native mammal species, five of which are endangered with extinction, including the giant anteater, puma, and maned wolf. We found no significant differences in species richness between CSF and DCF but we found higher estimated species richness for the surrounding areas. Besides encompassing a larger and more heterogeneous area, the surrounding area still has a relatively high proportion (>30%) of native vegetation, providing habitat and resources for many species. The estimated mammal species richness for the entire study area was similar to that found in the largest protected area of the Cerrado in São Paulo State, the Jataí Ecological Station and its surroundings. We conclude that our study area still harbors a relatively rich community of large mammals and is important for the conservation of endangered species. This finding is particularly timing since the current State administration is considering to transfer the economic exploitation of CSF to the private sector. We therefore endorse an existing proposal to uplist this protected area, which still lacks a management plan, to a more restricted management category. Besides actions regarding this governmental PA, we argue that it is also important to involve the private sector in a conservation plan for the region.

Resumo: O Cerrado tem sido severamente impactado por distúrbios antrópicos e, especialmente na sua porção sul, poucos são os fragmentos remanescentes desse bioma. No estado de São Paulo, resta aproximadamente 7% da cobertura original de Cerrado e relativamente pouco se sabe sobre a biodiversidade desses remanescentes. Para preencher essa lacuna, inventariamos mamíferos terrestres de médio e grande porte de uma região pouco estudada que inclui uma Unidade de Conservação (UC) de uso sustentável (Floresta Estadual de Cajuru; CSF), áreas de vegetação nativa protegidos pela Lei de Proteção da Vegetação Nativa e pertencentes a uma empresa de papel e celulose (Fazenda Dois Córregos; DCF), e seus entornos. Registramos 20 espécies de mamíferos nativos, cinco dos quais ameaçados de extinção, incluindo o tamanduá-bandeira, a onça parda e o lobo-guará. Não encontramos diferenças significativas na riqueza de espécies entre CSF e DCF, mas encontramos maior riqueza estimada de espécies para o entorno. Além de abranger uma área maior e mais heterogênea, essa área ainda apresenta uma proporção relativamente grande (> 30%) de vegetação nativa, fornecendo habitat e recursos para muitas espécies. A estimativa da riqueza de espécies para toda a nossa área de estudo foi semelhante à encontrada na maior UC de Cerrado no Estado de São Paulo, a Estação Ecológica de Jataí e entorno. Concluímos que a área de estudo abriga uma comunidade rica de grandes mamíferos, sendo importante para a conservação de várias espécies ameaçadas de extinção. Essa descoberta é particularmente oportuna, uma vez que o governo estadual está considerando transferir a exploração econômica da CSF para o setor privado. Endossamos, desta forma, uma proposta existente para elevar esta UC, que ainda carece de um plano de manejo, para uma categoria de manejo mais restritiva. Além disso, argumentamos que também é importante envolver a iniciativa privada em um plano de conservação para a região.

Historical survey of research related to fire management and fauna conservation in the world and in Brazil / Levantamento de artigos científicos relacionados à gestão do fogo e a conservação da fauna no mundo e no Brasil

Abstract: Fire is a key ecological factor affecting biodiversity structure and composition. Fires' effects on biodiversity can be beneficial or harmful depending on how, where, when, and why they occur. The impacts of fire on fauna vary according to species ecology and the fire regime. To understand the research effort relating fire, fauna, and mammals, we surveyed papers published in World and in Brazil. Only 5% of the publications between 1970 and 2019 with fire subject dealt with fauna and 0.5% with mammal. For Brazil, we obtained 7% of papers for fauna and 3% for mammal. The Brazilian Biome with more papers was Cerrado, followed by Atlantic Forest, Amazon, Pampas, Caatinga and Pantanal. The United States of America and Australia stand out as protagonists in their continents with the largest papers number. The volume of research is related to investment in Research and Development and to occurrence of fires. The slope of temporal trend shows the terms related to wildfire have more papers than prescribed burn and there is less interest in fauna and mammal research. It is necessary to form research groups with these themes as research lines and intensify research relating fire ecology and mammals. There is yet no unified understanding of how fire may influence animal diversity and how it influences the vegetative structure and subsequently the resources which wildlife rely on. We consider this information is essential to establish efficient conservation policies.

Resumo: O fogo é um fator ecológico que pode determinar os padrões de diversidade, estrutura e composição da biodiversidade. Assim, o fogo pode ser favorável ou prejudicial, dependendo de como, onde, quando e porquê ocorre. Os impactos do fogo na fauna variam de acordo com a ecologia das espécies e o regime de fogo. Levantamos a quantidade de artigos publicados no mundo e no Brasil para entender o esforço de pesquisa que relaciona fogo, fauna e mamíferos. Apenas 5% das publicações entre 1970 e 2019 com o assunto fogo tratam de fauna e 0,5% de mamíferos. Para o Brasil, obtivemos 7% dos artigos para fauna e 3% para mamíferos. O bioma brasileiro com mais artigos foi o Cerrado, seguido por Mata Atlântica, Amazônia, Pampa, Caatinga e Pantanal. Os países que se destacam como protagonistas em seus continentes, com maior número de publicações, são Estados Unidos da América e Austrália. O volume de pesquisas está relacionado aos investimentos em pesquisa e desenvolvimento e à ocorrência de incêndios florestais. A regressão linear demonstra que os termos relacionados a incêndios florestais têm mais publicações do que os relacionados a queimas prescritas e há menos interesse em pesquisas relacionadas a fauna e a mamíferos. Diante disso, acreditamos ser necessário formar grupos de pesquisa nesses temas e intensificar os estudos relacionando ecologia do fogo e mamíferos. Ainda não existe um entendimento único sobre a influência do fogo na diversidade de animais e na estrutura da vegetação e, subsequentemente, nos recursos dos quais a vida selvagem depende. Consideramos que essas informações são essenciais para estabelecer políticas públicas de conservação mais eficientes.

Variability and genetic structure in fragments of Eugenia involucrata De Candolle established through microsatellite markers / Variabilidade e estruturação genética em fragmentos de Eugenia involucrata de Candolle utilizando marcadores microssatélites

ABSCTRACT: Eugenia involucrata DC. is a forest species with high environmental and economic potential. The objective of this study was to quantify the genetic variability and analyzed the genetic structure of three natural fragments located in the central region of the Rio Grande do Sul state, Brazil. We used four microsatellite loci developed for the congener species Eugenia uniflora and using GenAlEx 6.5 software, parameters of genetic variability and its partition among and within fragments were estimated for each locus. We observed high levels of genetic variability (3.67 alleles per locus; HO = 0.815; HE = 0.625; FIS = −0.294), most of which (93%) were distributed within the fragments, suggesting that these individuals came from a single original population. Gene flow between fragments was high (2.35 to 4.56 migrants per generation), resulting in low genetic differentiation indexes (FST values ranging from 0.052 to 0.096). The fragments showed high genetic variability, distributed within the remnants themselves, and low genetic differentiation. Our results have repercussions for planning locally adapted germplasm collections for forest restoration programs, thereby avoiding the implantation of populations with an exogamous depression.

RESUMO: Eugenia involucrata DC. é uma espécie florestal com elevado potencial ambiental e econômico. O presente trabalho teve por objetivo quantificar a variabilidade e analisar a estruturação genética em três fragmentos naturais localizados na região central do estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Com o emprego de quatro locos microssatélites desenvolvidos para a espécie congênere Eugenia uniflora e usando-se o software GenAlEx 6.5, foram estimados parâmetros de variabilidade genética, para cada loco, e sua partição entre e dentro dos fragmentos. Foram observados altos índices de variabilidade genética (3,67 alelos por loco; HO = 0,815; HE = 0,625; FIS = -0,294), com a maior proporção (93%) distribuída dentro dos fragmentos, sugerindo que os indivíduos estudados são provenientes de uma única população original. O fluxo gênico foi elevado entre os fragmentos, variando de 2,35 a 4,56 migrantes por geração, resultando em baixo índice de diferenciação genética (FST), entre 0,052 a 0,096. Os fragmentos estudados apresentam elevada variabilidade genética, a maior parte distribuída dentro dos próprios remanescentes, e baixa diferenciação genética. Os resultados observados têm repercussões no planejamento de coleta de germoplasma com adaptação local para programas de restauração florestal, assim evitando a implantação de populações com depressão exogâmica.

Tamaulipan thornscrub after fire: an analysis of the composition of species / Espinho de Tamaulipan após incêndio: uma análise da composição das espécies

Abstract Forest fires are a natural element in many terrestrial ecosystems, in Mexico one of the main causes of loss of vegetation coverage is related to them. Nevertheless, no research has been carried out in the Tamaulipan thornscrub communities regarding post-fire regenerative strategies of plant species, therefore, is important to generate knowledge about the ecological role of fire in them. The aim of this study is to characterize the arboreal and shrub vegetation of a Tamaulipan thornscrub community in the Northeast of Mexico after a fire. To determine the composition, diversity and structure of the floral community consisting of trees and shrubs, 6 square-shaped sampling sites of 1,600 m2 were established 3 years after the fire. Margalef (DMg), Shannon-Weiner (H') and Pretzsch (A) indices were calculated to determine the richness, diversity and vertical stratification of species, respectively.23 species, 21 genera and 14 families of vascular plants were registered. The most species were Fabaceae (6) and Rhamnaceae (3) and Cordia boissieri was the specie with greater ecological weight (IVI = 20.3%). The indexes of richness and true diversity (DMg = 3.16; D = 16.44) showed high values, which suggests that the post-fire area has a good regeneration and a high species diversity. With these results we can conclude that the fire is an important agent of change in successional stages of Tamaulipan thornscrub with high values of regeneration after a surface fire.

Resumo Os incêndios florestais são um elemento natural em muitos ecossistemas terrestres, no México uma das principais causas de perda de cobertura vegetal está relacionada a eles, no entanto, nenhuma pesquisa foi realizada nas comunidades de espinheiros de Tamaulipan sobre as estratégias regenerativas pós-fogo de espécies de plantas, portanto, é importante gerar conhecimento sobre o papel ecológico do fogo neles. O objetivo deste estudo é caracterizar a vegetação arbórea e arbustiva de uma comunidade de plantas espinhosas no Tamaulipas, nordeste do México após um incêndio. Para determinar a composição, diversidade e estrutura da comunidade vegetal constituída por árvores e arbustos, seis locais de amostragem em forma de quadrado de 1.600 m2 cada um, foram estabelecidos três anos após o incêndio. Índices de Margalef (DMg), Shannon-Weiner (H') e Pretzsch (A) foram calculados para determinar a riqueza, diversidade e estratificação vertical das espécies, respectivamente. Foram registradas 23 espécies, 21 gêneros e 14 famílias de plantas vasculares. As mais ricas foram Fabaceae (6) e Rhamnaceae (3), Cordia boissieri foi a espécie com maior peso ecológico (IVI = 20,3%). Os índices de riqueza e diversidade verdadeira (DMg = 3,16; D = 16,44) apresentaram valores elevados, o que sugere que a área pós-fogo apresenta boa regeneração e alta diversidade Vegetal. Com estes resultados podemos concluir que o fogo é um importante agente de mudança nos estágios sucessionais do espinho de Tamaulipan com altos valores de regeneração após um incêndio na superfície.

How do clonal plantlets of mate respond to different substrate compositions and shading levels? / Como as mudas clonais de erva-mate respondem a diferentes composições de substrato e níveis de sombreamento?

Mate (Ilex paraguariensis A. St.-Hil) is an arboreal species of great economic and socio-environmental importance in South American countries. This specie presents several difficulties during seminal propagation, and studies related to plantlet production by vegetative propagation are fundamental for obtaining homogenous mate plantations with high leaf productivity. Therefore, the present study aimed to evaluate the effects of substrate and shading levels on the morphophysiological quality of mate plantlets produced by mini-cuttings. Rooted mini-cuttings of four mate clones were cultivated on commercial substrate, subsurface soil and vermiculite (2:1:1 v/v/v), commercial substrate and subsurface soil (2:1 v/v) or subsurface soil, cattle manure and carbonized rice hulls (2:1:1 v/v/v). After 120 days, the plantlets were randomly distributed on benches to evaluate the effects of 50 and 80% shading screens. Regardless of the clone, the commercial substrate and subsurface soil composition allowed plantlet production with satisfactory development of both aerial part and root system at 120 days of cultivation. Clone 06SM17 produced plantlets with high averages of stem diameter, shoot height, number of leaves, total length, surface area, total volume of roots, and number of root tips. Both shade levels resulted in similar stem diameters, shoot heights, numbers of leaves, and a, b, and total chlorophyll indices. Clonal mate plantlets with satisfactory morphophysiological quality are produced in commercial substrate and subsurface soil (2:1 v/v) under 50 and 80% shading.

A erva-mate (Ilex paraguariensis A. St.-Hil) é espécie arbórea de grande importância econômica e socioambiental para os países da América do Sul, que apresenta diversas dificuldades de propagação utilizando sementes, sendo os estudos relacionados à produção de mudas dessa espécie por propagação vegetativa fundamentais para a obtenção de ervais homogêneos e com alta produtividade foliar. Diante desse contexto, o presente estudo objetivou avaliar o efeito das composições de substratos e dos níveis de sombreamento na qualidade morfofisiológica das mudas de erva-mate produzidas por miniestaquia. Miniestacas enraizadas de quatro clones foram cultivadas em substrato comercial, solo de subsolo e vermiculita (2:1:1 v/v/v), substrato comercial e solo de subsolo (2:1 v/v) ou solo de subsolo, esterco bovino e casca de arroz carbonizada (2:1:1 v/v/v). Após 120 dias, as mudas foram aleatoriamente distribuídas em bancadas para avaliar o efeito do sombreamento de 50 e 80%. Independentemente do clone, a composição substrato comercial e solo de subsolo permitiu a produção de mudas com desenvolvimento satisfatório tanto da parte aérea, quanto do sistema radicular aos 120 dias de cultivo. O clone 06SM17 possibilitou a produção de mudas com altas médias de diâmetros de colo, altura da parte aérea, número de folhas, comprimento total, área superficial, volume total de raízes e número de extremidades das raízes. Os níveis de sombreamento não afetaram o diâmetro de colo, a altura da parte aérea, o número de folhas e os índices de clorofila a, b e total. Mudas clonais de erva-mate com satisfatória qualidade morfofisiológica podem ser produzidas em substrato comercial e solo de subsolo (2:1 v/v) em ambiente com 50% ou 80% sombreamento.

Temperature and light under the physiological potential of seeds of Handroanthus impetiginosus / Temperatura e luz sob o potencial fisiologico de sementes de Handroanthus impetiginosus

H. impetiginosus belongs to the Bignoniaceae family; it has a great potential for economic exploitation and can be used in landscaping of urban areas, reforestation, recovery of degraded areas, and folk medicine. The experiment was carried out to evaluate the effect of light and temperature regimes on the germination and vigor of Handroanthus impetiginosus seeds at the Seed Analysis Laboratory of UFRPE/UAG. The seeds were subjected to light regimes: white, far red, red, and no light at 15°C, 20°C, 25°C, 30°C, 35°C, and 40°C, using a completely randomized experimental design in a factorial scheme (4 × 6), with four repetitions of 25 seeds. The different light regimes did not influence the seed germination of H. impetiginosus. The highest germination percentage (92%) and germination speed index (7.94) were obtained at temperatures 28.2°C and 29.2°C, respectively, both under red light. The longest seedling length was also obtained from the seeds subjected to red light regime at 25°C. The temperatures of 15°C and 40°C inhibited the germination of H. impetiginosus seeds. H. impetiginosus seeds are classified as neutral photoblastics, and constant temperatures of 28.2°C and 29.2°C provided maximum germination.

H. impetiginosus, pertencente à família Bignoniaceae, apresenta grande potencial para exploração econômica, podendo ser utilizado no paisagismo de áreas urbanas, reflorestamentos, recuperação de áreas degradadas e na medicina popular. O experimento foi conduzido no Laboratório de Análise de Sementes da UFRPE/UAG com o objetivo de avaliar o efeito dos regimes de luz e temperatura na germinação e vigor de sementes de Handroanthus impetiginosus. As sementes foram submetidas aos regimes de luz: branca, vermelho distante, vermelho e ausência de luz sob as temperaturas de 15, 20, 25, 30, 35 e 40°C, sendo utilizado o delineamento experimental inteiramente ao acaso, em esquema fatorial (4x6), com quatro repetições de 25 sementes. Os diferentes regimes de luz não influenciaram na germinação de sementes de H.impetiginosus. A maior porcentagem de germinação (92%) e índice de velocidade de germinação (7,94) foram obtidos nas temperaturas 28,2 e 29,2°C, respectivamente, ambos no regime de luz vermelha. O maior comprimento de plântula também foi obtido de sementes submetidas ao regime de luz vermelha na temperatura de 25ºC. As temperaturas de 15ºC e 40ºC inibiram a germinação das sementes de H. impetiginosus. As sementes de H. impetiginosus são classificadas como fotoblásticas neutras e as temperaturas constantes de 28,2 e 29,2°C proporcionaram máxima germinação.

Occurrence of Scolytinae in mangrove with impact trap and in wood of five forest species / Ocorrência de Scolytinae em manguezal com armadilha de impacto e na madeira de cinco espécies florestais

Scolytinae is a beetle group belonging to Order Coleoptera; these insects play an essential role in wood degradation in forest ecosystems, since they build galleries that enable substrate colonization by other saprophytic organisms, as well as nutrient cycling. Thus, the aim of the current study was to evaluate the occurrence of Scolytinae in the wood of 5 tree species exposed to mangrove environment, as well as to simultaneously survey Scolytinae specimens captured in ethanol-baited impact traps placed in the same environment. The study was carried out in a mangrove area located in Santa Cruz neighborhood - RJ. Five freshly-harvested Clitoria fairchildiana, Rhyzophora mangle, Corymbia citriodora, Melia azedarach and Eucalyptus pellita wood logs (1 m long and 5-10 cm diameter) were arranged perpendicular to the ground (1 m above it) and spaced 30 cm away from each other. Five impact traps were set up 50 m away from each other, 1.3 m above the ground. Insects were collected for 5 months. One hundred and thirty (130) Scolytinae individuals (14 species in 2 genera) were recorded in the wood logs; the relative frequency (Fr) of the species comprised Xyleborus affinis (33.9%) and Hypothenemus sp.4 (17.7%), which represented 51.6% of the total number of captured individuals. Hypothenemus sp.6 specimens were not collected in ethanol-baited traps, but the wood of C. fairchildiana. E. pellita did not show insect infestation. The traps captured 798 individuals (24 species belonging to 8 genera); the frequency of X. affinis (25.3%) and Hypothenemus eruditus (14.5%) represented 39.8% of the total number of captured insects.

Scolytinae é um grupo da Ordem Coleoptera que tem função importante na degradação da madeira em ecossistemas florestais, através da construção de galerias, facilitam a colonização por outros organismos saprófitas neste substrato, auxiliando a ciclagem de nutrientes. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar à ocorrência de Scolytinae na madeira de cinco espécies arbóreas expostas em ambiente de mangue, bem como realizar simultaneamente, o levantamento dos escolitíneos capturados por armadilha de impacto iscada com etanol no mesmo ambiente. O estudo foi realizado numa área de manguezal, no Bairro de Santa Cruz-RJ. Cinco toras de madeira recém abatidas de Clitoria fairchildiana, Rhyzophora mangle, Corymbia citriodora, Melia azedarach e Eucalyptus pellita, de 1 m e diâmetro variando 5-10 cm, foram dispostas perpendicularmente ao solo a uma altura de 1 m e espaçadas de 30 cm. Cinco armadilhas de impacto foram instaladas a uma distância de 50 m entre si a uma altura de 1,3 m em relação ao solo. Os insetos foram coletados durante o período de 5 meses. Nas madeiras, registrou-se 130 indivíduos de Scolytinae (14 espécies em 2 gêneros) cuja frequência relativa (Fr) das espécies foi: Xyleborus affinis Eichhoff (33,9%) e Hypothenemus sp.4 (17,7%) representando 51,6% do total de indivíduos capturados. Hypothenemus sp.6 não foi coletada em armadilha etanólica, sendo capturada na madeira de C. fairchildiana. Em E. pellita não houve infestação. Nas armadilhas foram capturados 798 indivíduos (24 espécies em 8 gêneros), cuja a Fr de X. affinis(25,3%) e Hypothenemus eruditus Westwood(14,5%) representou 39,8%.

Nível de atividade física e sobrecarga cardiovascular em bombeiros militares durante combate a incêndio florestal: um estudo exploratório / Physical activity level and cardiovascular strain in wildland firefighters during forest fire suppression: an exploratory study

Resumo Introdução : combates a incêndios florestais expõem bombeiros a elevado risco cardiovascular. Objetivo : avaliar o nível de atividade física (ATF), o comportamento sedentário e a sobrecarga cardiovascular de bombeiros durante um combate a incêndio florestal de grande porte. Métodos : durante 9 dias de atividade, 24h/dia, avaliaram-se 7 bombeiros do sexo masculino. Os participantes tiveram a frequência cardíaca (FC) medida a cada segundo e a ATF registrada por um sensor de movimento, do tipo acelerômetro, a cada 60 segundos. Foram computadas as médias dos registros do 2º, 3º e 4º dias. A ATF e o comportamento sedentário foram avaliados pelo vetor magnitude do acelerômetro, e a sobrecarga cardiovascular, pelo comportamento da FC. Resultados : os participantes apresentaram média de 112 (DP 24) min/dia de ATF moderada/vigorosa (MV), acumularam em média 14.803 (DP 1.667) passos/dia e gasto energético de 1.860 (DP 481) kcal/dia. A sobrecarga cardiovascular permaneceu, em média, 47 (DP 42) min/dia em esforço vigoroso e 8 (DP 12) min/dia em esforço muito vigoroso. Conclusão: os bombeiros avaliados acumularam mais que o dobro da recomendação mínima de ATF-MV semanal em três dias, apresentaram mais de 50 min/dia de elevada sobrecarga cardiovascular e pouco tempo em comportamento sedentário, se comparados a outras profissões.

Abstract Introduction: wildland fire suppression exposes firefighters to high cardiovascular risk. Objective: to evaluate the physical activity level (PAL), sedentary behavior (SB) and cardiovascular strain of wildland firefighters during a large fire suppression. Methods: for 9 days, 24h/day, we evaluated 7 male wildland firefighters. Participants had their heart rate (HR) measured every second and physical activity recorded by an accelerometer sensor every 60 seconds. The mean records of the 2nd, 3rd and 4th days of fire suppression were computed for the analysis. PAL was evaluated by the vector magnitude and cardiovascular strain by HR intensity. Results: the volunteers spent on average 112 (SD 24) min/day in moderate to vigorous physical activity (MVPA), achieved 14,803 (SD 1,667) steps/day and spent 1,860 (SD 481) kcal/day. Cardiovascular strain remained on average at 47 (SD 42) min/day of vigorous effort and 8 (SD 12) min/day of very vigorous physical activity. Conclusion: the firefighters evaluated during a large-scale wildland fire suppression accounted for more than double of the minimum recommended MVPA/week in three days, showed more than 50 min/day of high cardiovascular strain, and little time on sedentary behavior compared to other professions.

Pathways to positive scenarios for the Amazon forest in Pará state, Brazil / Caminhos de cenários positivos para a floresta Amazônica no estado do Pará, Brasil

Abstract: Infrastructure projects and agriculture expansion are increasingly threatening forest conservation in Pará state (Brazil). It becomes necessary to address the implications of these activities on the Amazon complex socio-ecological system, considering both material and non-material aspects of Nature´s Contributions to People (NCP). Multiple studies developed future scenarios for the Amazon, but only a few have focused on discussing positive futures derived from policies and interventions based on conservation and human well-being. Here, we aim at understanding the drivers of forest cover change to produce positive scenarios for the future of the Amazon forest in Pará state. By using the Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES) conceptual framework, we identified as direct drivers of forest cover change: (i) roads construction; (ii) forest degradation; (iii) hydropower projects; (iv) urban expansion; (v) agriculture and pasture expansion; (vi) rural land occupation; (vii) mining; (viii) climate change. As indirect drivers we identified: (i) energy demand; (ii) population growth; (iii) land prices; (iv) commodity demand; (v) consumption behavior. The development of conservation strategies in the borders of deforested areas is needed given the high demand for Nature´s Contributions to People supply. We also propose policies to address the main drivers of forest cover change, influencing land management and consumption behavior in the state. At last, we envision future positive scenarios that would emerge from policy applications and sustainable actions. Based on our study, we discuss the importance of social learning for developing pathways leading to positive futures that consider the integrity and development of both ecological and social systems.

Resumo: Projetos de infraestrutura e expansão agrícola estão cada vez mais ameaçando a conservação florestal no estado do Pará (Brasil). Assim, torna-se necessário abordar as implicações dessas atividades no complexo sistema sócio ecológico da Amazônia, considerando aspectos materiais e não materiais das Contribuições da Natureza para as Pessoas (NCP).Vários estudos desenvolveram cenários para o futuro da floresta Amazônica, porém poucos foram aqueles focados em discutir futuros positivos, derivados da aplicação de políticas e de intervenções baseadas em estratégias de conservação e de sustentabilidade. Neste trabalho buscamos entender os principais fatores determinantes da mudança na cobertura florestal no estado do Pará, de forma a produzir cenários positivos para o futuro da floresta amazônica nesse estado. A partir da estrutura conceitual proposta pela Plataforma Intergovernamental sobre Biodiversidade e Serviços Ecossistêmicos (IPBES) identificamos as principais pressões diretas e indiretas que influenciam na perda de floresta no estado, e os articulamos em um modelo conceitual. As pressões diretas identificadas foram: (i) construção de estradas; (ii) degradação florestal; (iii) projetos para construção de hidrelétricas; (iv) expansão urbana; (v) expansão da agricultura e da pecuária; (vi) ocupação de terras rurais; (vii) mineração; (viii) mudanças climáticas. As pressões indiretas identificadas foram: (i) demanda por energia; (ii) crescimento populacional; (iii) preços da terra; (iv) demanda por commodities; (v) hábitos de consumo. Assim, evidenciamos a importância do desenvolvimento de estratégias de conservação nas áreas de fronteiras de desmatamento devido à alta demanda e oferta por Contribuições da Natureza para as Pessoas (NCPs). Foram propostas políticas para influenciar mudança no gerenciamento da terra e nos hábitos de consumo de forma a abordar os principais fatores de mudança da cobertura florestal no estado. Por fim, nós construímos cenários futuros positivos que emergiriam da aplicação de políticas e ações voltadas para sustentabilidade da natureza e dos serviços ecossistêmicos. Com base em nossa avaliação, enfatizamos a importância do aprendizado social para que possam ser discutidos os caminhos que levam a futuros positivos, que consideram a integridade e o desenvolvimento tanto dos sistemas sociais quanto dos sistemas ecológicos..

A conceptual model to assess the impact of anthropogenic drivers on water-related ecosystem services in the Brazilian Cerrado / Um modelo conceitual para avaliar o impacto de fatores antropogênicos nos serviços ecossistêmicos relacionados à água no Cerrado

Abstract: The development of strategies that conciliate anthropogenic activities with nature conservation is becoming increasingly urgent, particularly in regions facing rapid conversion of native vegetation to agriculture. Conceptual modelling enables assessment of how anthropogenic drivers (e.g. land use/land cover change and climate change) modify natural processes, being a useful tool to support strategic decision-making. The present work describes a conceptual model to evaluate water-related ecosystem service provision under different land use scenarios in the Matopiba region of the Brazilian Cerrado, the world's most biodiverse savanna and an agricultural frontier. Model variables were determined (direct drivers, indirect drivers, focal components and responses) and the Nature Futures Framework was consulted to incorporate socio-ecological components and feedbacks. Future scenarios were developed considering potential trajectories of drivers and governance responses that may impact land use in the region, including the possibility of full compliance with Forest Code and implementation of the Soy Moratorium in the region. The conceptual model and scenarios developed in the present study may be useful to improve understanding of the complex interactions among anthropogenic drivers, water-related ecosystem services and their potential repercussions for natural and social systems of the region. Governance decisions will be critical to maintaining the ecosystems of the region, the services it provides and the culture and tradition of the people historically embedded in the landscape. In acknowledgment of humanity's dependence on nature, the importance of inverting the way scenarios are used is highlighted. Rather than using scenarios to measure the impacts of different policy options on nature, scenarios representing the desired outcomes for biodiversity and ecosystem services can be used to inform how policies can guarantee ecosystem integrity into the future.

Resumo: O desenvolvimento de estratégias que conciliem atividades antropogênicas com a conservação da natureza tem se tornado cada vez mais urgente, principalmente em regiões que enfrentam uma rápida conversão da vegetação nativa em agricultura. Modelos conceituais permitem avaliar como fatores antropogênicos (por exemplo, mudança de uso e cobertura do solo e mudanças climáticas) modificam os processos naturais, sendo uma ferramenta útil para apoiar a tomada de decisões estratégicas. O presente trabalho descreve um modelo conceitual para avaliar a provisão de serviços ecossistêmicos relacionados à água sob diferentes cenários de uso do solo na região de Matopiba, no Cerrado, a savana com maior biodiversidade do mundo e uma fronteira agrícola. Foram determinadas as variáveis do modelo (fatores diretos, fatores indiretos, componentes focais e respostas) e o Nature Futures Framework foi consultado para incorporar componentes socioeconômicos e feedbacks. Cenários futuros foram desenvolvidos considerando possíveis trajetórias de fatores antropogênicos e respostas de governança que podem impactar o uso do solo na região, incluindo a possibilidade de cumprimento total do Código Florestal e a implementação da Moratória da Soja na região. O modelo conceitual e os cenários apresentados no presente trabalho podem ser úteis para melhorar a compreensão das complexas interações entre fatores antropogênicos, serviços ecossistêmicos relacionados à água e suas possíveis implicações para os sistemas naturais e sociais da região. Decisões de governança serão críticas para manter os ecossistemas da região, os serviços fornecidos por eles, a cultura e tradição das pessoas historicamente inseridas na paisagem. Em reconhecimento da dependência da humanidade em relação à natureza, destaca-se a importância de inverter a maneira como os cenários são usualmente usados. Em vez de mensurar os impactos de diferentes políticas na natureza, cenários representando os resultados desejados para biodiversidade e serviços ecossistêmicos podem ser usados para informar como políticas podem garantir a integridade dos ecossistemas no futuro.

Arthropods associated with young orchard of pecan in southern Brazil / Artrópodes associados a um plantio jovem de nogueira-pecã no sul do Brasil

A produção mundial de noz-pecã Carya illinoinensis (Juglandaceae) é liderada pelos Estados Unidos. No Brasil, em especial no Rio Grande do Sul, houve uma expansão da área plantada com a cultura nos últimos anos. No entanto, faltam pesquisas relacionadas à entomofauna associada à noz-pecã, bem como práticas culturais que auxiliem no Manejo Integrado de Pragas, mesmo havendo uma expansão da cultura. Assim, o presente estudo objetivou avaliar a fauna de artrópodes na copa de plantas de C. illinoinensis, submetido a diferentes manejos de solo, em Santa Maria, Rio Grande do Sul, Brasil. Para tanto, utilizou-se delineamento experimental de blocos ao acaso, com cinco blocos e quatro tratamentos: plantio em cova pequena, com 20 × 60 cm (Sp); utilização de subsolador mais grade niveladora e cova pequena (Ssp); utilização de enxada rotativa e cova pequena (Tsp); e plantio em cova grande, com 40 × 60 cm (Lp). De novembro de 2014 a maio de 2015, foram coletadas 7.617 espécimes nas copas de árvores jovens de nogueira-pecã. Foram identificados 150 grupos taxonômicos, sendo Coleoptera a ordem com maior riqueza de espécies. Monellia caryella (Hemiptera: Aphididae) apresentou elevada densidade. Foram registrados os inimigos naturais himenópteros parasitoides e Coccinellidae. Conclui-se que a artropodofauna em copas de plantas jovens de nogueira-pecã apresenta diversidade similar entre os tratamentos e predomínio de M. caryella nas áreas avaliadas.(AU)

World production of pecan Carya illinoinensis (Juglandaceae) is led by the United States. In Brazil, especially in the Rio Grande do Sul State, there has been an expansion of the planted area in recent years. Despite this expansion of pecan culture, there is a lack of research on entomofauna associated with pecan and on cultural practices which aids in Integrated Pest Management. This study aimed to evaluate the arthropod fauna in the canopies of C. illinoinensis trees grown under different soil management practices in Santa Maria, Rio Grande do Sul, Brazil. A randomized design was used with five blocks and four treatments: planting in small pits of 20 × 60 cm (Sp) using a subsoiler with a leveling grader/shank, planting in small pits (Ssp) using a rotary tiller (Tsp), and planting in large pits of 40 × 60 cm (Lp). A total of 7,617 specimens were collected from November 2014 to May 2015 from the young pecan canopies. Among the 150 taxonomic groups identified, Coleoptera was the most taxonomically rich order. The blackmargined aphid Monellia caryella (Hemiptera: Aphididae) had the greatest abundance. Hymenopteran parasitoids and Coccinellidae spp. were among the natural pest enemies detected. We conclude that the arthropod fauna found in the young pecan canopies is similarly diverse among the different soil managements, with a predominance of pest species M. caryella in all the evaluated areas.(AU)