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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The biological activity in soil can interfere enough on its morphology, particularly in the structure as to be considered in the classification system developed soils (Soil Taxonomy). In tropical conditions the magnitude of the effects of biological activity in soil is even greater. However, morphological characteristics of biogenic nature has not been taken into consideration by the Brazilian System of Soil Classification (SiBCS). The effects of activity on the morphology pedofauna range from bioturbation, which may affect the development of pedogenetic structures, to produce structures that persist within the soil. Whereas the morphological description of soil characteristics should be recorded under the pedogenic processes, was developed for the purpose of this study provide a first approximation to the description of structure bioplasmadas of common occurrence in many Brazilian soils. For this purpose were examined soils, in areas of plateau due to the outstanding performance pedofauna pedoambientais due to the variations that occurred in these areas. Size classes are presented for different types of biogenic structures, such as a proposal that considers the relevance of biological activity to some extent already covered by the Soil Taxonomy, motivated by numerous field observations and several studies have developed related to the action in the pedofauna Brazilian soils. In the morphological characterization of some soils, the abundance and diversity, is essential to an appropriate mention biogenic structures, which is not traditionally done. A atividade biológica pode interferir na morfologia do solo, particularmente na estrutura, a ponto de ser considerada na Soil Taxonomy. Em condições de clima tropical a magnitude dos efeitos da atividade biológica no solo é ainda mais expressiva. Todavia, características morfológicas de natureza biogênica ainda não têm sido levadas em consideração pelo Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS). Os efeitos da atividade da pedofauna na morfologia vão desde a bioturbação, que pode interferir no desenvolvimento de estruturas pedogenéticas, até a produção de estruturas que persistem no interior dos solos. Considerando que na descrição morfológica do solo devem ser registradas as características decorrentes dos processos pedogenéticos, foi desenvolvido este estudo com propósito de apresentar uma primeira aproximação da descrição de estruturas bioplasmadas de ocorrência comum em muitos solos brasileiros. Com este propósito foram examinados latossolos, situados em áreas de chapadão, devido a marcante atuação da pedofauna em decorrência das variações pedoambientais que ocorreram nestas áreas. São apresentadas classes de tamanho para diferentes tipos de estruturas biogênicas, como uma proposta que considera a relevância da atividade biológica no solo. Na caracterização morfológica de solos, particularmente latossolos, a abundância e diversidade destas estruturas justifica sua descrição. Mestre em Agronomia

The edaphic fauna in urban areas suffers quantitative and qualitative alterations in the communities that used to exist in the areas currently modified. The objective of this study was to identify the fauna in the internal area of Campus VI of the Universidade do Estado do Pará, Paragominas, Pará. The method applied was an entirely randomized design, with quantitative coverage, with sampling of the pedofauna at five distinct points in this area, for taxonomic identification and calculation of the Shannon-Wiener and Simpson indices. The data indicated that, at A2-P2, the vegetation is sparse and sparse, and solar radiation varies throughout the day, so the value of H'(1.0451), indicated a lower probability of individuals belonging to the same species (D = 0.7096), with no uniform distribution of them (Ej = 1.2824); In A4-P4, an area behind the access gate, the vegetation is already more abundant, with variations between shrubs and trees, therefore, less solar intensity and with more retention of moisture in the soil due to the growth of grasses, and this caused a greater diversity of individuals (H'= 1.8651), a higher probability of individuals belonging to the same species (D = 0.7096) and uniformity in the distribution of individuals (J = 0.5203). In areas where architectural units were raised, the communities showed tendencies to lower diversity ( H' = 1.0886; Ej = 0.3037). Therefore, the urbanization process, even in restricted areas, has effective actions on the edaphic fauna communities and can annul their functionality both in the maintenance of soil physiology and in the nutritional and reproductive process of this fauna. La fauna edáfica de las zonas urbanas sufre cambios cuantitativos y cualitativos en las comunidades que existían en las zonas actualmente modificadas. El objetivo de este estudio fue identificar la fauna en el área interna del campus vi de la universidad estatal de pará en paragominas, pará. El método aplicado fue el diseño totalmente aleatorio, con cobertura cuantitativa, con muestreo de la pedofauna en cinco puntos distintos de esta zona, para la identificación taxonómica y el cálculo de los índices de shannon-wiener y simpson. Los datos indicaron que, en a2-p2, la vegetación es escasa y dispersa, y la radiación solar varía a lo largo del día, por lo que el valor de h'(1,0451), indicó una menor probabilidad de que los individuos pertenezcan a la misma especie (d = 0,7096), sin que haya una distribución uniforme de los mismos (ej = 1,2824); en a4-p4, la zona detrás de la puerta de acceso, la vegetación es más abundante, con variaciones entre arbustos y árboles, por lo tanto, menor intensidad solar y con mayor retención de humedad en el suelo debido al crecimiento de las hierbas, y esto provocó una mayor diversidad de individuos (h'= 1,8651), la mayor probabilidad de que los individuos pertenezcan a la misma especie (d = 0,7096) y uniformidad en la distribución de los individuos (j = 0,5203). En las zonas donde se elevaron las unidades arquitectónicas, las comunidades mostraron tendencias a una menor diversidad (h' = 1,0886; ej = 0,3037). Por lo tanto, el proceso de urbanización, incluso en áreas privadas, tiene acciones efectivas sobre las comunidades de fauna edáfica y puede anular su funcionalidad tanto en el mantenimiento de la fisiología del suelo como en el proceso nutricional y reproductivo de esta fauna. A fauna edáfica em áreas urbanas sofre alterações quantitativas e qualitativas nas comunidades que dantes existiam nas áreas atualmente modificadas. O objetivo desse estudo foi a identificação de fauna na área interna do Campus VI, da Universidade do Estado do Pará, Paragominas, Pará. O método aplicado foi o delineamento inteiramente casualizados, com abrangência quantitativa, com amostragem da pedofauna em cinco pontos distintos dessa área, para identificação taxonômica, cálculo dos Índices de Shannon-Wiener e Simpson. Os dados indicaram que, em A2-P2, a vegetação e escassa e esparsa, e a radiação solar varia ao longo do dia, logo, ao valor de H’(1,0451), indicou uma menor probabilidade dos individuos pertencerem a mesma espécie (D = 0, 7096), sem distribuição uniforme deles (Ej = 1,2824); em A4-P4, área posterior ao portão de acesso, a vegetação já se apresenta mais abundante, com variações entre arbustivos e arbóreos, logo, menor intensidade solar e com mais retenção de umidade no solo devido ao crescimento de gramíneas, e isso provocou maior diversidade de indivíduos (H’= 1,8651), a maior probabilidade dos indivíduos pertencerem a mesma espécie (D = 0,7096) e uniformidade na distribuição dos indivíduos (J= 0,5203). Nas áreas onde as unidades arquitetônicas foram soerguidas, as comunidades apresentaram tendências a menores diversidades (H’ = 1,0886; Ej = 0,3037). Portanto, o processo de urbanização, mesmo em áreas privadas, tem ações efetivas sobre as comunidades da fauna edáfica e pode anular a funcionalidade delas tanto na manutenção da fisiologia do solo quanto do processo nutricional e reprodutivo dessa fauna.

Soil biodiversity is fundamental for ecosystems, ensuring many ecosystem functions, such as nutrient cycling, organic matter decomposition, soil formation, and organic carbon pool increase. Due to these roles, there is a need to study and completely understand how soil biodiversity is composed through different habitats. The aim of this study was to describe the edaphic soil community of the alpine environments belonging to the Gran Paradiso National Park, thus detecting if there are any correlation with environmental features. We studied soil fauna through environmental DNA metabarcoding. From eDNA metabarcoding, 18 families of arthropods were successfully detected, and their abundance expressed in terms of the relative frequency of sequences. Soil faunal communities of mixed coniferous forests were characterized by Isotomidae, Entomobriydae, Hypogastruridae, and Onychiuridae, while mixed deciduous forests were composed mostly by Isotomidae, Cicadidae, Culicidae, and Neelidae. Calcicolous and acidic grasslands also presented families that were not detected in forest habitats, in particular Scarabaeidae, Curculionidae, Brachyceridae, and had in general a more differentiated soil community. Results of the Canonical Component Analysis revealed that the main environmental features affecting soil community for forests were related to vegetation (mixed deciduous forests, tree basal area, tree biomass, Shannon index), soil (organic layers and organic carbon stock), and site (altitude), while for prairies, soil pH and slope were also significant in explaining soil community composition. This study provided a description of the soil fauna of alpine habitats and resulted in a description of community composition per habitat and the relation with the characteristic of vegetation, soil, and topographic features of the study area. Further studies are needed to clarify ecological roles and needs of these families and their role in ecosystem functioning.

The introduction of invasive alien plant species (IAPS) can modify plant-soil feedback, resulting in an alteration of the abiotic and biotic characteristics of ecosystems. Prunus serotina, Quercus rubra and Robinia pseudoacacia are IAPS of European temperate forests, where they can become dominant and suppress the native biodiversity. Assuming that the establishment of these invasive species may alter native forest ecosystems, this study comparatively assessed their impact on ecosystems. This study further investigated plant communities in 12 forest stands, dominated by the three IAPS and native trees, Quercus robur and Carpinus betulus (three plots per forest type), in Northern Italy, and collected soil samples. The relationships between the invasion of the three IAPS and modifications of humus forms, soil chemical properties, soil biological quality, bacterial activity and plant community structure and diversity (&alpha, &beta, and &gamma, diversity) were assessed using one-way ANOVA and redundancy analyses (RDA). Our comparative study demonstrated that invaded forests often had unique plant and/or soil properties, relative to native forests, and the degree of dissimilarity depended on the invasive species. Particularly, Q. rubra is related to major negative impacts on soil organic horizons and low/modified levels of microarthropod and plant biodiversity. R. pseudoacacia is associated with an altered base content of soil and, in turn, with positive feedback to the soil biological quality (QBS-ar) and plant diversity, but with a high cover compared with other alien plant species. P. serotina is associated with intermediate impacts and exhibits a plant species assemblage that is more similar to those of native forest stands. Our work suggests impact-based management decisions for the three investigated IAPS, since their effects on the diversity and composition of resident ecosystems are very different.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A diminuição da riqueza de espécies com o aumento da altitude é um dos padrões mais consistentes de distribuição espacial. Fatores como temperatura, precipitação, velocidade do vento, e a radiação solar variam com a altitude produzindo uma diminuição geral da complexidade estrutural do hábitat. Contudo, os mecanismos que determinam a variação da riqueza são pouco compreendidos. Os cupins são organismos abundantes nas regiões tropicais e subtropicais, cumprindo nos ecossistemas a função de consumidores primários e decompositores de matéria orgânica. O objetivo geral do presente trabalho foi estudar a variação da riqueza de cupins e a variação das propriedades do solo em gradientes altitudinais e pedológicos de sistemas montanhosos do Brasil e da Colômbia. Os objetivos específicos foram i) quantificar a riqueza de cupins e quantificar as propriedades físicas e químicas do solo ao longo de gradientes altitudinais; ii) avaliar a variação na composição de guildas de cupins para ser correlacionadas com as propriedades físicas e químicas do solo ao longo de gradientes altitudinais; iii) quantificar as propriedades físicas e químicas dos cupinzeiros de campos de altitude do Brasil para avaliar sua contribuição no estoque do carbono do solo. A questão central deste trabalho foi compreender por que há variação na riqueza de cupins em diferentes altitudes. Para tentar responder essa pergunta foram testadas as seguintes hipóteses: i) existe uma diminuição na qualidade do recurso alimentar e de nidificação disponível com o incremento da altitude; ii) o teor de silte, argila, matéria orgânica e atividade da argila do solo, assim como o teor de matéria orgânica da serapilheira afetam a riqueza de espécies de cupins humívoros e intermediários; iii) a profundidade do solo afeta a riqueza de espécies de cupins xilófagos e intermediários porque define o porte da vegetação que será o recurso alimentar desses cupins. No gradiente altitudinal da Colômbia foi observado que a riqueza e abundancia de cupins de todas as guildas, foi afetada negativamente pela altitude sendo beneficiada a guilda de xilófagos pela oferta de madeira. Também foi observado que o solo deixou de ser utilizado como nicho pelos cupins com o incremento da altitude. Os resultados das analises químicas mostraram um pH muito ácido variando entre 3.8 a 4.6 e uma saturação por alumínio acima do 78%. Nos dois gradientes altitudinais do Brasil, a riqueza de cupins no geral foi afetada negativamente pela altitude, porém riqueza e abundancia da guilda de humívoros não foi afetada, devido a que os solos estudados apresentaram um pH mais elevado, variando entre 3.8 a 5.6, uma saturação por aluminio menor variando entre 41 e 98% e maior teor de matéria orgânica beneficiando a guilda de humívoros. Os cupins intermediários e xilófagos foram afetados positivamente por solos mais profundos que condicionam o porte da vegetação que o local pode sustentar e a oferta de recursos para esses insetos. Adicionalmente, as análises das propriedades químicas assim como liberação do CO2 e CH4 dos cupinzeiros de campos de altitude, sugerem que os cupinzeiros de campos de altitude contribuem na maior estabilidade da matéria orgânica contribuindo assim para o estoque de carbono dentro dos campos de altitude estudados. Concluindo, a acidez do solo representa uma diminuição na qualidade do recurso alimentar e de nidificação possivelmente levando a exclusão competitiva entre espécies de humívoros por restrição de recurso limitante. Existe um padrão geral de diminuição de riqueza de cupins com o aumento da altitude, porém a diminuição ou não da riqueza de uma guilda específica depende das características própias do local de estudo na faixa de 1000 a 2000 m. The decrease of species richness through altitude increment is a consistent pattern for spatial distribution. Temperature, fluvial attempt, wind velocities and solar radiation are factors that vary throughout the altitude making a general decrease of the complexity habitat structure. However, the mechanisms that determine the richness variation are poorly understood. Termites are abundant organisms in tropical and subtropical regions, accomplish their function as primary consumers and decomposers of organic matter in ecosystems. The aim for this work was to study the termite richness and soil properties variation along altitudinal gradients and pedological mountain systems of Brazil and Colombia. Specific objectives were i) Quantify the termite richness and the physical and chemical soil properties along altitudinal gradients; ii) test quantify the variation of the feeding guilds composition to be correlate with physical and chemical soil properties along altitudinal gradients; iii) Quantify the physical and chemical of termites nests in altitudinal Brazil fields for endorse their contribution in soil carbon stock. The central question in this work was to understand why variation of termite richness in different altitudes happens. For trying solve this question were tested the next hypothesis: i) there are a feeding resource quality decrease and nesting availability with the altitude increment; ii) the content of silt, clay, organic matter and clay activity, also content of organic matter in litter can affect the richness of soil-feeding and soil/wood-feeding termite species; iii) the soil depth affect the termite richness of wood-feeding and soil/wood interface-feeding termites species because the size of vegetation will be the food resource for this termites. In Colombia altitudinal gradient was observed that termites richness and abundance of all feeders, was affect negatively by altitude but wood-feeding profit by the wood offer. Also was observed that soil was abandoned for nesting purpose with altitude increment. The result of chemical analysis shown that strong acid pH varies between 3.8 to 4.6 and have a saturation of aluminum above 78%. In two of Brazil altitudinal gradients, the general termite richness was affect negatively by altitude, however richness and abundance of soil-feeding guilds it was not affected, because the studied soils present a high pH, vary between 3.8 to 5.6, a saturation by low aluminum varying between 41 to 98% and more content of organic matter profit the guild of soil-feeding termites. The soil/wood interface- feeding and wood feeding termites were affect positively by soils more depth, because the size of local resource and vegetation can support the food source for that insects. Additionally the chemical properties analysis and the CO 2/CH4 release from field nests altitude, suggest that this nests help for a better organic matter stability contributing for the CO2 stock inside the studied altitude fields. To conclude, the soil acid represent a quality decrease of food resource and nesting, possibly taking the soil-feeding species to a competitive exclusion for the limiting resource. Exists a general pattern for the termite richness decrease with the increasing altitude, and with that a decrease of richness of a specific guild that depends of own characteristics of the environment studied between 1000 to 2000 m.

Relazione scientifica del programma di ricerca dal titolo "Contributo della pedofauna alla bonifica del suolo in ambienti degradati: un approccio multidisciplinare" svolto nell'ambito della Short Term mobility 2015 presso l'Institute for Environmental Science della Charles University di Praga

La struttura del suolo è una proprietà fisica fondamentale che influisce sulla sua qualità e in particolare sulla sua capacità di sostenere la vita animale e vegetale necessaria al mantenimento della produttività agricola e della qualità ambientale. Un ruolo fondamentale nella formazione della struttura del suolo è svolto dalla pedofauna, che quindi fornisce un importante contributo alla qualità fisica dei suoli. La tomografia a raggi X risulta essere una tecnica sempre più utilizzata per ottenere un'analisi precisa e non distruttiva della macroporosità prodotta dai lombrichi. Tuttavia anche altre specie di macrofauna contribuiscono in maniera e misura diversa alla modifica del sistema di pori del suolo, e quindi al funzionamento dello stesso, mediante la loro attività di scavo. In questo lavoro è stato sviluppato un approccio sperimentale basato sull'uso di mesocosmi di suolo destrutturato appositamente costruiti allo scopo di distinguere separatamente il contributo di diversi ordini di macrofauna ai cambiamenti di struttura del suolo. Al termine del periodo di incubazione in campo o in laboratorio i mesocosmi sono stati sottoposti a tomografia a raggi X. Le immagini risultanti sono state elaborate al fine di ottenere ricostruzioni tridimensionali e analisi preliminari dei biopori identificati. L'approccio sperimentale utilizzato ha permesso di caratterizzare la differente morfologia ed intensità di scavo dei seguenti taxa: Lombrichi (Haplotaxida, genere Lombricus), Embiotteri (Embioptera), larve di Coleottero (sp. Elater sanguineus) e Diplopodi (ordine Julida). I risultati ottenuti mediante analisi d'immagine 3D hanno permesso di quantificare il contributo dei diversi tipi di macrofauna alla distribuzione dimensionale dei pori del suolo.

Sono riportati i primi risultati di uno studio condotto nella Pineta di San Vitale (Ravenna). L'obiettivo è valutare la qualità biologica dei suoli mediante l’analisi del popolamento dei microartropodi edafici, in relazione al pedotipo ed in particolare alla salinizzazione. La Qualità Biologica del Suolo è valutata con l’indice QBS-ar. La Pineta è stata campionata nella zona Est, maggiormente influenzata dall’ingressione salina e nella zona Ovest, dove tale fenomeno è meno rilevante. Il campionamento è stato svolto in primavera e in estate. I risultati del campionamento primaverile, confermano che le caratteristiche chimiche e fisiche variano secondo il gradiente sommità dunali - bassure interdunali. Per quanto riguarda la struttura del popolamento di microartropodi e il QBS-ar, si riconoscono alcune caratteristiche comuni alla maggior parte delle stazioni con il medesimo pedotipo. Non si evidenzia uno stress sul popolamento attribuibile alla salinizzazione. Il QBS-ar è nel complesso abbastanza elevato.

No presente estudo, verificou-se a interferência da macrofauna edáfica sobre os atributos físicos e químicos e sua relação com a reflectância espectral de um Latossolo Vermelho-Amarelo (LV), Terra Roxa Estruturada latossólica (TR) e Vertissolo (V). Esses solos localizam-se em três pontos ao longo de uma toposseqüência da região de Piracicaba (SP). As amostras foram direcionadas para os agregados formados pelas formigas cortadeiras (Atta sp.), cupins (Cornitermes cumulans) e minhocas (Pontoscolex corethrurus), os quais foram comparados com o solo-controle sem atividade visível e recente dos animais (testemunha). Foram avaliadas a granulometria e a composição química das amostras de solo. O comportamento espectral do solo foi obtido em laboratório, utilizando espectroradiômetro entre 400 e 2.500 nm. Os coprólitos de minhoca apresentaram 2 a 3 vezes mais fósforo e um incremento de 30 a 50% na matéria orgânica em relação ao horizonte superficial do solo. Os agregados de cupins e formigas apresentaram composição química semelhante à dos horizontes subsuperficiais dos solos. O comportamento espectral dos agregados biológicos variou conforme sua composição química e profundidade de ação dos animais. No caso da minhoca, as curvas de reflectância foram semelhantes às do horizonte superficial para os três solos. Para as estruturas de cupim e formiga, tanto a composição química como o comportamento espectral corresponderam ao horizonte subsuperficial no LV e TR. The objective of this study was to study the effects of soil macrofauna on physical and chemical attributes and spectral reflectance of an Oxisol, Ultisol and Vertisol in Piracicaba (SP), Brazil. Along a topossequence, the soil aggregates produced by ants (Atta sp.), termites (Cornitermes cumulans) and earthworms (Pontoscolex corethrurus), were collected and compared with the control soil without recent visible animal activity. Soil chemical analysis and granulometry were carried out. The soil spectral behavior was determined in laboratory with a spectroradiometer between 400 and 2500 nm. The earthworm casts had 2 to 3 times more phosphorus and 30 to 50% greater increase in the organic matter content than the soil surface. The termite and ant aggregates showed similar chemical composition compared with the subsurface soil layer. The spectral reflectance of the biological aggregates changed according to their chemical composition and animal activity depth. In the earthworm case, the spectral curves were similar to the soil surface. In the termite and ant structures, chemical composition and spectral behavior corresponded to subsurface soil layer. The spectral curves of the randomly collected soil surface samples can show significant variations in conformity with fauna groups predominating the site and animal activity intensity.

L'articolo descrive le principali forme di humus e propone attraverso di esse una chiave di interpretazione dei dinamismi evolutivi basata sulla morfologia degli escrementi (fatte, deiezioni) dalla pedofauna, distinguendo i tipi di foresta in cui il processo avviene