Spatial dependency and correlation of properties of soil cultivated with oil palm, Elaeis guineensis, in agroforestry systems in the eastern Brazilian Amazon / Dependência espacial e correlação das propriedades do solo cultivado com dendezeiro, Elaeis guineensis, em sistemas agroflorestais na Amazônia Oriental

Geostatistics is a tool that can be used to produce maps with the distribution of nutrients essential for the development of plants. Therefore, the present study aimed to analyze the spatial variation in chemical attributes of soils under oil palm cultivation in agroforestry systems in the eastern Brazilian Amazon, and their spatial dependence pattern. Sixty spatially standardized and georeferenced soil samples were collected at each of three sampling sites (DU1, DU2, and DU3) at 0-20 cm depth. Evaluated soil chemical attributes were pH, Al3+, H+Al, K+, Ca2+, Mg2+, cation exchange capacity (CEC), P, and organic matter (OM). The spatial dependence of these variables was evaluated with a semivariogram analysis, adjusting three theoretical models (spherical, exponential, and Gaussian). Following analysis for spatial dependence structure, ordinary kriging was used to estimate the value of each attribute at non-sampled sites. Spatial correlation among the attributes was tested using cokriging of data spatial distribution. All variables showed spatial dependence, with the exception of pH, in one sampling site (DU3). Highest K+, Ca2+, Mg2+, and OM levels were found in the lower region of two sampling sites (DU1 and DU2). Highest levels of Al3+ and H+Al levels were observed in the lower region of sampling site DU3. Some variables were correlated, therefore cokriging proved to be efficient in estimating primary variables as a function of secondary variables. The evaluated attributes showed spatial dependence and correlation, indicating that geostatistics may contribute to the effective management of agroforestry systems with oil palm in the Amazon region.

A geoestatística é uma ferramenta utilizada para produzir mapas de distribuição de nutrientes essenciais para o desenvolvimento das plantas. O presente estudo teve como objetivo analisar a variação espacial dos atributos químicos do solo sob cultivo de dendê em sistemas agroflorestais na Amazônia Oriental brasileira, e seu padrão de dependência espacial. Sessenta amostras de solo espacialmente padronizadas e georreferenciadas foram coletadas em cada um de três locais de amostragem (UD1, UD2 e UD3), na profundidade de 0-20 cm. Os atributos químicos do solo avaliados foram: pH, Al3+, H+Al, K+, Ca2+, Mg2+, capacidade de troca catiônica do solo (CTC), P e matéria orgânica (MO). A dependência espacial dos atributos foi avaliada com análise semivariográfica, ajustando-se três modelos teóricos (esférico, exponencial e gaussiano). Após a análise de dependência espacial, a krigagem ordinária foi empregada para estimar os valores de cada atributo em locais não amostrados. A correlação espacial entre os atributos foi testada utilizando a cokrigagem para espacialização dos dados. Todas as variáveis mostraram dependência espacial, exceto pH em UD3. Os maiores teores de K+, Ca2+, Mg2+ e MO foram encontrados na região mais baixa da paisagem, em UD1 e UD2. Os maiores teores de Al3+ e H+Al foram observados na região mais baixa da paisagem, em UD3. Algumas variáveis foram correlacionadas, portanto a cokrigagem mostrou-se eficiente na estimativa das variáveis primárias em função das secundárias. Os atributos avaliados mostraram dependência e correlação espacial, indicando que a geoestatística pode contribuir para o manejo efetivo de sistemas agroflorestais com dendê na região amazônica.

Spatial distribution of the litter carbon stock in the Cerrado biome in Minas Gerais state, Brazil / Distribuição espacial do estoque de carbono na serrapilheira de fragmentos do bioma Cerrado em Minas Gerais, Brasil

ABSTRACT Litter corresponds to the layer of decomposing dead organic matter present on the soil surface. This layer is very important for nutrient cycling and contributes with organic matter accumulation in the soil, besides the carbon stock. The objective herein was to quantify the carbon biomass, both content and stock, and map the litter C-stock in the Cerrado biome, which is formed by Savanna Grassland (SG), Cerrado Stricto Sensu (CE) and Forest Savanna (FS), in Minas Gerais state, southeastern Brazil. The data were collected in 26 fragments in Minas Gerais state, totaling 210 sampling locations. A variographic study was conducted and, for mapping, the ordinary kriging method was used for delimitation of homogeneous zones. It was possible to detect high variability in the carbon biomass, carbon content and C-stock in the Cerrado biome litter in Minas Gerais state. The carbon content presented lower variability, ranging from 40 to 44%, so that it is not responsible for explaining the variability of the litter C-stock. Savanna Grassland and Savanna Forest present, respectively, the lowest and highest C-stocks. C-stock presented a considerable spatial structure dependence, allowing to use the geostatistical procedures for mapping it in the Cerrado biome of the Minas Gerais state. The C-stock kriging map showed good accuracy, allowing to verify that the lowest C-stocks in the litter are found from the center to the northern of the Minas Gerais since the highest air temperatures are also verified in this direction.

RESUMO A serrapilheira corresponde à camada de matéria morta em decomposição presente sobre o solo. Esta camada é de grande importância na ciclagem de nutrientes e aporte de matéria orgânica sobre o solo, além de estocar carbono. Objetivou-se quantificar a biomassa, teor e estoque de carbono e espacializar o estoque de C da serrapilheira do Cerrado de Minas Gerais. Os dados foram coletados em 26 fragmentos de Cerrado no Estado de MG, totalizando 335 pontos amostrados em todo estado. Foi realizado o estudo variográfico e, para o mapeamento, utilizou-se a Krigagem, para delimitação de zonas homogêneas. Foi possível detectar alta variabilidade nas características avaliadas, biomassa, teor e estoque de carbono na serrapilheira do Cerrado em Minas Gerais, Brasil. O teor de C foi a característica que apresentou menor variabilidade, com intervalo de 40-44%, de modo que não é um atributo crítico para explicar o estoque de C na serrapilheira. O Campo Cerrado tem o mais baixo estoque de C, e o Cerradão o mais alto. O estoque de C apresenta considerável dependência da estrutura espacial, permitindo o uso de procedimentos geoestatísticos para mapeá-lo no bioma Cerrado do estado de Minas Gerais. O mapa de krigagem de estoque de C mostrou boa precisão e com base nele, foi possível verificar que os estoques de menor teor de carbono na serrapulheira são encontrados do centro para o norte do estado de Minas Gerais, onde tem-se as maiores temperaturas médias anuais.

Estatística descritiva e estacionaridade em variáveis geoquímicas ambientais / Descriptive statistics and stationarity in environmental geochemical variables

RESUMO O objetivo deste trabalho foi analisar os dados de atributos geoquímicos a fim de verificar sua estacionaridade e correlacionar a normalidade estatística com o uso da técnica de krigagem ordinária. A escolha da krigagem ordinária como método geoestatístico aplicado ao trabalho deve-se ao fato de essa ser aconselhada para a realização de estudos em áreas onde existam dados com variáveis que possam apresentar dependência espacial, como é o caso das variáveis geoquímicas, e por ser indicada para dados que apresentam estacionaridade. A metodologia utilizada para a realização desta pesquisa envolveu, além da revisão de literatura, a obtenção de dados dos metais-traço (Cu, Zn, Mn, Fe, Cr e Pb) extraídos parcialmente de amostras superficiais (0 a 10 cm) de solos e sedimentos coletados em campo. Também foram determinados os valores de pH, salinidade, nitrogênio total, fósforo, matéria orgânica e granulometria. Foram conduzidas análises estatísticas, construções de semivariogramas, aplicação da krigagem ordinária e, por fim, validação cruzada para medir a incerteza da medição prévia dos dados. Neste trabalho, por meio dos variogramas, comprovou-se que, apesar de os dados não serem normais, eles apresentaram estacionaridade. Além disso, o parâmetro da estatística descritiva que mais possui correlação direta com a krigagem ordinária é a variância.

ABSTRACT The aim of this work was to analyze geochemical data in order to check their stationarity and to correlate the statistical normality using the ordinary kriging technique. The ordinary kriging technique was chosen as the geostatistical method applied to work because such technique is advised for studies in areas where there are data with variables that might present spatial dependence, like the geochemical variables, and also because it is indicated for data presenting stationarity. The methodology used for this research involved, besides literature review, data collection of trace metals (Cu, Zn, Mn, Fe, Cr and Pb) that were partially extracted from surface samples (0 to 10 cm) of soils and sediments collected in the field. We also determined the values of pH, salinity, total nitrogen, phosphorus, organic matter and particle size. Statistical analyzes, semivariogram development, ordinary kriging use and, lastly, cross validation were performed to measure the uncertainty of the previous measurement of data. It was found, in this work, by means of the variograms that although data were ordinary, they showed stationarity. In addition, the parameter of descriptive statistics that mostly correlates directly with the ordinary kriging is variance.

Hybrid kriging methods for interpolating sparse river bathymetry point data / Métodos híbridos de krigagem para interpolação de levantamentos batimétricos fluviais

ABSTRACT Terrain models that represent riverbed topography are used for analyzing geomorphologic changes, calculating water storage capacity, and making hydrologic simulations. These models are generated by interpolating bathymetry points. River bathymetry is usually surveyed through cross-sections, which may lead to a sparse sampling pattern. Hybrid kriging methods, such as regression kriging (RK) and co-kriging (CK) employ the correlation with auxiliary predictors, as well as inter-variable correlation, to improve the predictions of the target variable. In this study, we use the orthogonal distance of a (x, y) point to the river centerline as a covariate for RK and CK. Given that riverbed elevation variability is abrupt transversely to the flow direction, it is expected that the greater the Euclidean distance of a point to the thalweg, the greater the bed elevation will be. The aim of this study was to evaluate if the use of the proposed covariate improves the spatial prediction of riverbed topography. In order to asses such premise, we perform an external validation. Transversal cross-sections are used to make the spatial predictions, and the point data surveyed between sections are used for testing. We compare the results from CK and RK to the ones obtained from ordinary kriging (OK). The validation indicates that RK yields the lowest RMSE among the interpolators. RK predictions represent the thalweg between cross-sections, whereas the other methods under-predict the river thalweg depth. Therefore, we conclude that RK provides a simple approach for enhancing the quality of the spatial prediction from sparse bathymetry data.

RESUMO Modelos de terreno de rios são usados para análise de mudanças geomorfológicas e para simulações hidrológicas. Estes modelos são interpolados a partir de pontos batimétricos. A batimetria fluvial é geralmente conduzida através de seções transversais, o que pode acarretar em uma malha amostral esparsa. Métodos híbridos de krigagem, como krigagem por regressão (KR) e co-krigagem (CK), empregam a correlação com preditores auxiliares, além da auto-correlação entre variáveis, na predição da variável resposta. Neste estudo, sugere-se que a distância ortogonal de um ponto até a linha de centro do talvegue de um rio pode ser usada como covariável para KR e CK. Considerando-se que a variabilidade da cota do leito do rio é abrupta transversalmente a direção do fluxo, espera-se que quanto maior a distância euclidiana de um ponto até o talvegue, maior será sua elevação. O objetivo deste estudo foi avaliar o uso da covariável proposta em métodos híbridos de krigagem para a predição espacial da topografia do leito de rios. Para tanto, foi realizada uma validação externa, em que seções transversais foram usadas para interpolação e dados levantados entre as seções consistiram na amostra de teste. Os resultados da KR e CK foram comparados aos da krigagem ordinária. A KR apresentou a menor REQM. No mapa resultante da KR, o talvegue foi preservado nas lacunas não amostradas entre as seções, enquanto os demais métodos subestimaram a profundidade do talvegue nestes espaços. Assim, conclui-se que a KR pode melhorar a predição espacial de dados batimétricos fluviais.

Evaluation of geostatistical techniques to estimate the spatial distribution of aboveground biomass in the Amazon rainforest using high-resolution remote sensing data / Avaliação de técnicas geoestatísticas na estimativa da distribuição espacial da biomassa acima do solo na Amazônia utilizando sensoriamento remoto de alta resolução espacial

The spatial distribution of forest biomass in the Amazon is heterogeneous with a temporal and spatial variation, especially in relation to the different vegetation types of this biome. Biomass estimated in this region varies significantly depending on the applied approach and the data set used for modeling it. In this context, this study aimed to evaluate three different geostatistical techniques to estimate the spatial distribution of aboveground biomass (AGB). The selected techniques were: 1) ordinary least-squares regression (OLS), 2) geographically weighted regression (GWR) and, 3) geographically weighted regression - kriging (GWR-K). These techniques were applied to the same field dataset, using the same environmental variables derived from cartographic information and high-resolution remote sensing data (RapidEye). This study was developed in the Amazon rainforest from Sucumbíos - Ecuador. The results of this study showed that the GWR-K, a hybrid technique, provided statistically satisfactory estimates with the lowest prediction error compared to the other two techniques. Furthermore, we observed that 75% of the AGB was explained by the combination of remote sensing data and environmental variables, where the forest types are the most important variable for estimating AGB. It should be noted that while the use of high-resolution images significantly improves the estimation of the spatial distribution of AGB, the processing of this information requires high computational demand.

A distribuição espacial da biomassa na Amazônia é heterogênea, variando temporalmente e espacialmente em relação aos diferentes tipos de formações vegetais abrangidas por este bioma. Estimativas de biomassa nesta região variam significativamente dependendo da abordagem aplicada e do conjunto de dados utilizados para sua modelagem. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar três diferentes técnicas geoestatísticas na estimativa da distribuição espacial da biomassa acima do solo (BAS). As técnicas escolhidas foram: 1) regressão por mínimos quadrados ordinários (OLS), 2) regressão geograficamente ponderada (RGP) e, 3) regressão geograficamente ponderada - krigagem (RGP-K). Estas técnicas foram aplicadas sobre um mesmo conjunto de dados de campo, utilizando as mesmas variáveis ambientais decorrentes de dados cartográficos e de sensoriamento remoto de alta resolução espacial (RapidEye). Este trabalho foi desenvolvido na floresta amazônica da província de Sucumbíos no Equador. Os resultados deste estudo mostraram que a RGP-K, sendo uma técnica híbrida, forneceu estimativas estatisticamente satisfatórias com menor erro de predição em comparação com as outras duas técnicas. Além disso, observou-se que 75% da BAS foi explicada pela combinação de dados de sensoriamento remoto e variáveis ambientais, sendo os tipos de formações vegetais a variável de maior importância para estimar BAS. Cabe ressaltar que, embora o uso de imagens de alta resolução espacial melhora significativamente a estimativa da distribuição espacial da BAS, o processamento desta informação requer alta demanda computacional.

Flood pulse and spatial dynamics of mercury in sediments in Puruzinho lake, Brazilian Amazon / O pulso de inundação e a dinâmica espacial do mercúrio em sedimentos no lago Puruzinho, Amazônia Brasileira

The study was conducted in Puruzinho lake (Humaitل, AM) considering seasonal periods of rainy and dry in way to elucidate the flood pulse importance in the deposition, remobilization and distributions of mercury and organic matter in bottom sediments in the Madeira River Basin (Brazilian Amazon). Bottom sediments and soils samples were analyzed for total mercury and organic matter. Mercury concentrations obtained in bottom sediment were 32.20-146.40 ng g-1 and organic matter values were 3.5 - 18.0%. The main region for accumulation of mercury and organic matter was in the central and deepest lake area In the rainy season there was a greater distribution of Hg and organic matter, mainly controlled by means of income of the Madeira river water during flooding, while the predominant process in the dry season was the remobilization of total Hg due to the resuspension of bottom sediments.

Este estudo foi realizado no lago Puruzinho (Humaitá, AM) considerando os períodos de cheia e seca para investigar a importância do pulso de inundação na deposição, remobilização e distribuição das concentrações de mercúrio e matéria orgânica nos sedimentos de fundo no lago da bacia do rio Madeira, na Amazônia brasileira. As amostras de sedimentos e solos foram analisadas para mercúrio total e matéria orgânica. As concentrações mercúrio no sedimento de fundo variaram entre 32,20 e 146,40 ng g-1 e as porcentagens de matéria orgânica variaram de 3,5 a 18,0%. A principal região de acumulação de mercúrio e de matéria orgânica foi na área central e mais profunda do lago. Na estação chuvosa ocorreu maior distribuição de Hg e de matéria orgânica controlada principalmente pelo pulso de inundação do rio Madeira, enquanto que no período de seca predominam os processos de remobilização de mercúrio devido a resssuspensão do sedimento de fundo.

Espacialização do banco de sementes de plantas daninhas sob diferentes manejos de cana-de-açúcar em rio brilhante, MS / Geographical distribution of the weeds seed bank of under different managements of sugar cane in rio brilhante, MS

O setor sucroalcooleiro está em pleno crescimento no Estado de Mato Grosso do Sul e, com isso a preocupação com os sistemas de colheita passam a ser estudadas, pois estes sistemas podem influenciar na interferência da comunidade infestante de plantas daninhas na cultura da cana-de-açúcar. O manejo integrado unido à ferramenta geoestatística visa evitar perdas de produtividade devido à interferência de plantas daninhas. O objetivo deste trabalho foi estudar a variabilidade espacial do banco de sementes de plantas daninhas em função do sistema de colheita de cana-de-açúcar (sem queima e com queima). O experimento foi realizado na área de cultivo comercial da Usina ETH Bioenergia S/A Unidade Eldorado. As amostras de solo foram retiradas com trado da camada de 0,00 a 0,40 m de profundidade, nos dois sistemas de colheita. A parcela experimental foi composta por uma malha constituída por 50 pontos georreferenciados com distâncias irregulares. As amostras de solo foram levadas para a casa de vegetação para emergência das plântulas. O número de espécies daninhas foi analisado por meio de análises estatísticas descritivas e de técnicas geoestatísticas. As sementes de picão-preto, dicotiledôneas, capim-amargoso, tiririca, trapoeraba e monocotiledôneas apresentaram dependência espacial do banco de sementes no sistema de colheita com queima da cana-de-açúcar. Para o sistema de colheita da cana queimada apenas a espécie tiririca apresentou dependência espacial de distribuição no banco de sementes. Na colheita de cana sem queima o mapeamento dessas espécies possibilitará por meio dos mapas de krigagem produzidos, aplicações localizadas de herbicidas no manejo integrado de Cyperus rotundus.

The State of Mato Grosso do Sul is in full growth of this sector, thus the concern about harvesting systems are being studied, and these systems may influence the weed community interference of weeds in the cane sugar. The integrated management tool attached to geostatistics is to avoid productivity losses due to weed interference. The objective of this work was to study the spatial variability of the seed bank of weeds depending on the system for collecting cane sugar (raw and burning). The experiment was conducted in the area of commercial cultivation of the plant ETH Bioenergy S/A Eldorado Unity. Soil samples were taken with auger layer from 0.00 to 0.40 m depth in both cropping systems. The experimental plot was composed by a mesh consisting of 50 points georeferenced with irregular distances. Soil samples were taken to the greenhouse for germination. The number of weed species was analyzed using descriptive statistics and geostatistical techniques. The seeds of B. pilosa, dicots, bitter grass, nutsedge, dayflower monocots and spatial dependence of the seed bank in the collection system with burning of cane sugar. For the system of harvest only the raw sedge species present spatial dependence of distribution in the seed bank. In the harvest green cane enable the mapping of these species through the kriging maps produced, spot applications of herbicides in integrated management of Cyperus rotundus.

Uso da geoestatística para caracterização da distribuição espacial de larvas de Diloboderus abderus / Geostatistical use for characterization of the spatial distribution of larvae of Diloboderus abderus

No Brasil, existem registradas aproximadamente mil espécies de corós, destacando-se, dentre os de maior importância, Diloboderus abderus Sturm, 1826 (Coleoptera: Melolonthidae), pelos prejuízos que pode causar aos cultivos agrícolas e a ampla ocorrência geográfica. O trabalho teve por objetivo caracterizar, com uso da geoestatística, a distribuição espacial de larvas de D. abderus. O estudo foi realizado no ano de 2009, em lavouras de aveia nos municípios de São Francisco de Assis, Cruz Alta e Lagoa Vermelha, RS. Os perímetros das áreas foram demarcados com receptor de sistema de posicionamento global, e os grides de amostragem tiveram dimensão de 70x70m. A densidade populacional foi estimada com abertura de uma trincheira em cada ponto amostral. As análises da variabilidade espacial e da dependência espacial foram feitas por meio de semivariogramas e classificadas segundo CAMBARDELLA et al. (1994). Já os mapas foram gerados a partir dos dados de contagem de larvas em campo. Os semivariogramas indicam a presença de dependência espacial nas áreas de avaliação. Os grides de amostragem mostraram-se apropriados para caracterizar a distribuição espacial de larvas de D. abderus. A distribuição espacial de D. abderus é agregada e seu conhecimento pode melhorar o manejo da praga.

In Brazil, there are about a thousand recorded species of white grubs, and among them the most important is Diloboderus abderus Sturm, 1826 (Coleoptera: Melolonthidae), because of the damage caused to agricultural crops and the wide geographic occurrence. The study aimed to characterize, using geostatistical, the spatial distribution of larvae of D. abderus. The study was conducted during 2009 in oat crops in the counties of São Francisco de Assis, Cruz Alta and Lagoa Vermelha, RS. The perimeters of the fields were delimited with global positioning system receptor, and the sampling grids dimensions were 70x70m. The population density was estimated by opening a trench in each sampling point. The analysis of spatial variability and spatial dependence were made by semivariograms and classified from CAMBARDELLA et al. (1994). Maps were generated from the counting data of larvae in the field. The semivariograms indicate the presence of spatial dependence in the assessment areas. The sampling grids proved to be suitable to characterize the spatial distribution of D. abderus larvae. The spatial distribution of D. abderus is aggregated and this knowledge may improve pest management.

Proposta metodológica para o cálculo e análise espacial do IDH intraurbano de Viçosa - MG / Propuesta metodológica para el cálculo y análisis espacial del IDH intraurbano de Viçosa - MG / Methodological proposal for spatial calculation and analysis of the intra-urban HDI of Viçosa, Brazil

A análise de indicadores socioeconômicos permite uma leitura da realidade capaz de gerar subsídios para o planejamento urbano e a gestão municipal. O Índice de Desenvolvimento Humano (IDH) é um importante mensurador do nível de desenvolvimento de um município, por aferir condições de renda, educação e longevidade, mas não é capaz de mostrar as diferenças sociais dentro do município. Neste sentido, para melhor entender a questão socioespacial urbana, a construção de indicadores locais (como o IDH setorizado) torna-se uma importante ferramenta de análise. A metodologia de cálculo deste índice foi adaptada aos dados do Censo 2000 do IBGE, disponibilizados de forma agregada por setores censitários, que constituem a menor unidade de análise territorial composta de dados censitários. De modo a compreender melhor a distribuição e continuidade espacial do IDH, este trabalho propõe a aplicação de técnicas de geoestatística aliadas ao geoprocessamento. Tem-se, portanto, a análise da continuidade espacial do IDH intraurbano, por meio do interpolador geoestatístico de Krigagem Ordinária. Esse processo permite inferir sobre o comportamento espacial do desenvolvimento humano, que possui uma variação contínua no espaço. Ressalta-se que se trata de inferências não sobre os valores locais do IDH, mas sim sobre as tendências da variabilidade do indicador. Os resultados se mostraram satisfatórios, visto que é possível fazer a leitura espacial do desenvolvimento humano intraurbano a partir dos dados secundários apresentados pelo Censo.

El análisis de indicadores socioeconómicos permite una lectura de la realidad capaz de contribuir a la planificación urbana y gestión municipal. El Índice de Desarrollo Humano (IDH) es un importante medidor del nivel de desarrollo de un municipio, por contrastar condiciones de renta, educación y longevidad, sin embargo, no es capaz de manifestar las diferencias sociales dentro del municipio. En este sentido, con el objeto de entender mejor la cuestión socio-espacial urbana, la creación de indicadores locales (como el IDH sectorizado) se convierte en una importante herramienta de análisis. La metodología de cálculo de este índice fue adaptada a los datos del Censo 2000 del IBGE, que se encuentran disponibles agregadamente por sectores censitarios, que constituyen la menor unidad de análisis territorial compuesta por datos censitarios. Con el fin de que se comprenda mejor la distribución y continuidad espacial del IDH, este trabajo propone la aplicación de técnicas de geoestadística vinculadas al geoprocesamiento. Se consigue, por tanto, el análisis de la continuidad espacial del IDH intraurbano, por medio del interpolador geoestadístico de Krigeaje Ordinario. Este proceso permite inferir el comportamiento espacial del desarrollo humano, que posee una variación continua en el espacio. Se resalta que se trata de inferencias no sobre los valores locales del IDH, sino sobre las tendencias de la variabilidad del indicador. Los resultados se mostraron satisfactorios, visto que es posible hacer una lectura espacial del desarrollo humano intraurbano, a partir de los datos secundarios presentados por el censo.

Analyses of socioeconomic indicators allow a way to read reality that can generate information for urban planning and municipal management. The Human Development Index (HDI) is an important measure of the level of development in a municipality, as it calculates income, education and longevity. However, it is unable to indicate social differences within a municipality. To better understand the question of urban socio-spatiality, the construction of local indicators (such as sectorial HDIs) becomes an important analytic tool. The methodology for calculating this index was adapted to data from the Brazilian Census of 2000, which is arranged in an aggregated way per census sector, which constitute the smallest unit of territorial analysis based on census data. In order to better understand the distribution and spatial continuity of the intra-urban HDI, this article proposes that geo-statistic techniques be applied in conjunction with geo-processing. In this way, researchers have at hand an analysis of the spatial continuity of an intra-urban HDI by using an ordinary geo-statistic kriging interpolator. It thus becomes possible to infer regarding the spatial behavior of human development, which always shows continuous variation in space. It should be stressed that such inferences refer not to local levels of the HDI but rather to trends in the variability of the indicator. The results are considered satisfactory since a spatial reading of intra-urban human development can be made on the basis of secondary data generated by the census.

Modelagem geoestatística da sigatoka-negra e sua relação com a fertilidade do solo / Geostatistical modeling of black-sigatoka and relation to soil fertility

Objetivou-se, com a realização do presente trabalho, caracterizar a variabilidade espacial da sigatoka-negra, utilizando-se metodologia de análise geoestatística para verificar sua relação com a fertilidade do solo na cultivar Grande Naine. O experimento foi realizado no município de Registro, SP. Demarcou-se, no campo, uma malha regular de 30 x 30 m, totalizando-se 30 pontos amostrais georreferenciados com aparelho de GPS. Foram realizadas avaliações da severidade da sigatoka-negra, com auxílio de uma escala diagramática. Coletaram-se amostras de solo na camada de 0-20 cm, para análise de fertilidade. Com base na análise do semivariograma isotrópico, verificou-se a forte dependência espacial da severidade da doença, com alcance de 25,28 m. Os mapas de krigagem demonstraram um padrão agregado e da relação negativa da severidade da doença com os teores de potássio e positiva com teores de enxofre no solo.

The objective in this research was to characterize the spatial variability of the Black Sigatoka disease, using the geostatistic analysis methodology to identify its relation to soil fertility in the Grande Naine cultivar. The experiment was conducted in the city of Registro, São Paulo state, Brazil. A regular 30 x 30m field mesh was demarcated, using a Geographical Positioning System in the experimental field, composed of a total of 30 sampling points or georeferences. Evaluations of the severity of the Black Sigatoka were conducted using a diagrammatic scale. Soil samples were collected in the 0 - 20cm layer for fertility analysis. Based on the isotropic semivariogram, a clustered spatial dependence of the disease severity, with a range of 25.28m was verified. The kriging maps demonstrated an aggregate pattern and negative relationship of the severity of the disease to potassium and positive with levels sulphur in the soil.

O emprego da geoestatística na determinação do tamanho "ótimo" de amostras aleatórias com vistas à obtenção de estimativas dos volumes dos fustes de espécies florestais em Paragominas, estado do Pará / The use of geostatistics to determine the appropriate sample size in order to obtain stem volume estimates of tropical wood species

O objetivo do trabalho foi determinar o tamanho adequado de amostra para estimar o volume de fustes de espécies florestais de uma população de árvores a serem cortadas no sistema de manejo florestal da empresa Cikel Brasil Verde Madeiras - Pará. Utilizaram-se as metodologias da amostragem sistemática e do estimador geoestatístico da krigagem ordinária com simulação sequencial, respectivamente para a escolha das amostras e estimação dos volumes dos fustes das árvores. Os resultados mostraram que os métodos podem ser utilizados no cálculo dos volumes de fustes de árvores. Entretanto, o método da krigagem apresenta um efeito de suavização, tendo como conseqüência uma subestimação dos volumes calculados. Neste caso, um fator de correção foi aplicado para minimizar o efeito da suavização. A simulação sequencial indicativa apresentou resultados mais precisos em relação à krigagem, uma vez que tal método apresentou algumas vantagens, tal como a não exigência de amostras com distribuições normais e ausência de efeito de suavização, característico dos métodos de interpolação.

The objective of this study was to determine the appropriate size sample to estimate the stem volumes stems of tree species from a population of trees to be cut in the forest management system of the timber company Cikel Brasil Verde Madeiras - Pará State, Brazil. The methodologies of systematic sampling and geostatistical kriging with sequential simulation were used, respectively, for the choice of samples and estimation of stem volumes of trees. The results showed that the methods can be used to calculate the stem volumes of trees. However, the kriging method has a smoothing effect, which resulted in an underestimation of the volumes. In such case, a correction factor was applied to minimize the effect of smoothing. The sequential simulation indicative presented more accurate results compared to kriging, since this method has certain advantages over kriging, such as not requiring samples with normal distributions and no smoothing effect characteristic of the interpolation methods.

Variabilidade espacial da textura de um Argissolo Vermelho Amarelo sob cultivo de pastagem e vegetação nativa / Spatial variability of the texture in a Red-Yellow Ultisol under pasture and nature vegetation crop

O conhecimento da variabilidade espacial dos atributos de um solo sob diferentes coberturas auxilia o estudo das alterações ocorridas em razão do manejo. O objetivo deste trabalho foi determinar, com uso da estatística clássica e geoestatística, a variabilidade espacial das frações texturais de um solo cultivado com pastagem e vegetação nativa. Amostras de solo foram coletadas na profundidade de 0-0,20m, nos pontos de cruzamento de uma malha, com intervalos regulares de 10m, totalizando 64 pontos em cada área. Na área de pastagem, as frações areia grossa e total apresentaram valores médios maiores em relação à vegetação nativa e correlações negativas com as altitudes dos pontos amostrais nas duas áreas. Todas as frações texturais apresentaram dependência espacial de moderada a alta nas duas áreas e com o patamar definido, com exceção da areia fina e do silte na pastagem. Grande parte dessa variabilidade ocorre em função da erosão hídrica.

The study of the spatial variability of soil attributes under different crop helps the study of changes due the management. This research was carried out to determine spatial variability the particle-size distribution, using of the classic statistic and geostatistics, of a soil cultivated with pasture and native vegetation. Soil samples were collected in the layer 0-0.20m, at the crossing points of a regular grid with 10m-intervals, summing up 64 samples points in each area. In the pasture area the fractions of coarse and total sand presented larger mean values in relation to the native vegetation, and negative correlation with the altitude of the points samples in the two areas. All of the fractions presented moderate to high spatial dependence in the two areas and with the defined still, with exception of the fine sand and the silt in the pasture. Much of this variability occurs as a function of water erosion.

Spatial analysis of the distribution of Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) and losses in maize crop productivity using geostatistics / Analise da distribuição espacial da Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) e dano da produtividade na cultura do milho usando geoestatística

The fall armyworm, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith), is one of the chief pests of maize in the Americas. The study of its spatial distribution is fundamental for designing correct control strategies, improving sampling methods, determining actual and potential crop losses, and adopting precise agricultural techniques. In São Paulo state, Brazil, a maize field was sampled at weekly intervals, from germination through harvest, for caterpillar densities, using quadrates. In each of 200 quadrates, 10 plants were sampled per week. Harvest weights were obtained in the field for each quadrate, and ear diameters and lengths were also sampled (15 ears per quadrate) and used to estimate potential productivity of the quadrate. Geostatistical analyses of caterpillar densities showed greatest ranges for small caterpillars when semivariograms were adjusted for a spherical model that showed greatest fit. As the caterpillars developed in the field, their spatial distribution became increasingly random, as shown by a model adjusted to a straight line, indicating a lack of spatial dependence among samples. Harvest weight and ear length followed the spherical model, indicating the existence of spatial variability of the production parameters in the maize field. Geostatistics shows promise for the application of precise methods in the integrated control of pests.

A lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith), é uma das principais pragas do milho nas Américas. O estudo de sua distribuição espacial é fundamental para a utilização de estratégias de controle, otimização de técnicas de amostragens, determinação de danos econômicos e incorporação de um programa de agricultura de precisão. Em uma área cultivada com milho foram realizadas amostragens com intervalo semanal, correspondendo ao estádio vegetativo que compreende desde a germinação até o pendoamento. Foram amostradas 10 plantas ao acaso por parcela, no total de 2000 plantas em cada amostragem. A produtividade foi obtida através da colheita de todas as parcelas que eram pesadas separadamente no campo e em cada parcela foram coletadas 15 espigas aleatoriamente para estimar o comprimento e o diâmetro médio. As análises espaciais, utilizando geoestatística, mostraram que o modelo esférico apresentou o melhor ajuste às lagartas pequenas. À medida que as lagartas foram se desenvolvendo sua distribuição foi tornando aleatória, representada por um modelo ajustado por uma reta, não tendo sido detectado nenhum tipo de dependência espacial nos pontos de amostragem. A produtividade e o diâmetro e comprimento da espiga foram descritos por modelos esféricos, indicando uma variabilidade espacial nos parâmetros de produtividade na área cultivada. A geoestatística mostrou-se promissora para a aplicação de métodos precisos no controle integrado de pragas.

Variabilidade espacial de atributos químicos e produtividade da cultura do café em duas safras agrícolas / Spatial variability of chemical attributes and coffee productivity in two harvests

O emprego da Agricultura de Precisão pode ser uma das alternativas para o país continuar com a liderança mundial de café, por meio da competitividade nos custos e na qualidade do produto. Objetiva-se com este trabalho, avaliar a variabilidade espacial dos atributos químicos do solo e da produtividade da cultura do cafeeiro em duas safras agrícolas. Amostras de solo foram coletadas na profundidade de 0,0-0,2 m, nos pontos de cruzamento de uma malha com intervalos regulares de 25 m, perfazendo um total de 68 pontos em uma área de 6,2 ha. Os frutos de quatro plantas, em torno dos pontos de cruzamento da malha, foram coletados para o cálculo da produtividade média por planta. A dependência espacial encontrada para os atributos químicos e produtividade da cultura do café, bem como a semelhança de comportamento dos atributos estudados nas diferentes safras, permite inferir que o efeito de bianuidade não interferiu na variabilidade espacial da cultura do café. A grande amplitude nos atributos químicos justifica o estudo da aplicação diferenciada e localizada de fertilizantes na lavoura cafeeira. A regressão linear espacial mostrou comportamento semelhante da variabilidade espacial dos atributos químicos e produtividade da cultura do café nas duas safras estudadas.

Precision agriculture is one of the alternatives that may help maintaining the Brazilian international leadership in coffee production by reducing production costs and increasing competitiveness and product quality. Assessing the spatial variability of soil attributes has a crucial importance for the application of precision agriculture techniques. Therefore, the aim of this work was to evaluate the spatial variability of soil chemical attributes and coffee yield in two agricultural seasons. Soil samples were collected in a depth of 0.0-0.2 m, at the crossing points of a regular grid, comprising a total of 68 points located at 25 m-intervals in an area of 6.2 ha. Fruits of four coffee plants around the soil sampling points were collected and the average yield per plant was calculated. The spatial dependence found for chemical attributes and coffee yield as well as the similar behavior of the attributes studied in the different agricultural seasons indicates that the bi-annuity effect did not intervene with the spatial variability of the crop. The large amplitude found for soil chemical attributes justifies to study the differentiated and localized application of fertilizers in coffee plantations. The spatial linear regression showed a similar spatial variability in both chemical attributes and coffee yield in the two studied seasons.

Meio ambiente e saúde: metodologia para análise espacial da ocorrência de malária em projetos de assentamento / Environment and Health: a methodological approach for spatial assessment of malaria transmission in colonization projects in the Brazilian Amazon

A transmissão de malária em projetos de assentamento na Amazônia, definida como malária de fronteira, é resultado de um intrincado processo envolvendo fatores biológicos, ecológicos, socioeconômicos e comportamentais, apresentando uma transição temporal de altas a baixas taxas ao longo de aproximadamente oito anos. Como resultado, um dos grandes desafios é a compreensão desse processo, através da identificação das variáveis determinantes da transmissão, considerando-se dimensões temporais e espaciais. Neste artigo é apresentada uma abordagem metodológica que caracteriza perfis de risco de malária em projetos de assentamento, a partir de uma análise multidisciplinar. Composta de três etapas, a abordagem combina análise espacial, geoestatística e modelos de Grade of Membership. Os resultados ressaltam a importância de medidas de controle diferenciadas de acordo com o estágio do projeto de assentamento (implementação recente ou antiga) e o nível de transmissão em cada localidade.

Malaria at colonization sites in the Brazilian Amazon is defined as frontier malaria, a complex phenomenon including biological, ecological, socioeconomic, and behavioral issues. It follows a specific temporal transition cycle lasting approximately eight years, oscillating from extremely high rates of transmission to lower and stable ones. A broader understanding of this phenomenon that would account for its spatial and temporal idiosyncrasies is a major challenge. In this article we present a methodological approach that describes malaria risk profiles based on a multidisciplinary analysis. The approach combines spatial analysis, geostatistical tools, and fuzzy-set models. Results highlight the need for spatially and temporally targeted interventions for mitigating the spread of this disease.

La transmisión de malaria en proyectos de asentamiento en la Amazonia, definida como malaria de frontera, es el resultado de un intrincado proceso, involucrando factores biológicos, ecológicos, socioeconómicos y comportamentales, presentando una transición temporal de altas a bajas tasas a lo largo de aproximadamente ocho a±os. Como resultado, uno de los grandes desafíos es la comprensión de ese proceso, a través de la identificación de las variables determinantes de la transmisión, habiéndose considerado dimensiones temporales y espaciales. En este artículo es presentado un abordaje metodológico que caracteriza perfiles de riesgo de malaria en proyectos de asentamiento, a partir de un anßlisis multidisciplinario. Compuesto de tres etapas, el abordaje combina anßlisis espacial, geoestadística y modelos de Grade of Membership. Los resultados resaltan la importancia de medidas de control diferenciadas, de acuerdo a la etapa del proyecto de asentamiento (implementación reciente o antigua) y al nivel de transmisión en cada localidad.

Diagnóstico de uma área compactada por atividade minerária, na floresta amazônica, empregando métodos geoestatísticos à variável resistência mecânica à penetração do solo A HREF="/nt1"> /A>

A quite common problem in the recovery of degraded areas in the mineral exploration understands the compaction of the soil due to the intense traffic of machines and earth movement. The most common problem of the compaction of a degraded surface is: increase of the mechanical resistance to the penetration of the rooats, reduction of the aeration, alteration of the water flow and heat. Thus the present work had the basic objective of diagnosing the compaction of a degraded area by mining in a space way, through the mechanical resistance the way penetration to guide a future subsoiling in the place seeking recovery. Through the studies it was concluded that the kriging method in agreement with the space variation allows the division of the area studies in sub areas facilitating a future work to reduce cost and unnecessary interference to the atmosphere. The method was shown quite appropriate and it can be used in diagnosis of the compaction in a degraded area by mining, foreseeing subsoiling need.

O processo de mineração provoca uma desfiguração do terreno e uma completa alteração da paisagem. Um problema bastante comum na revegetação de áreas degradadas na exploração mineral compreende a compactação do solo/substrato devido ao intenso tráfego de máquinas e movimentação de terra. Os problemas mais comuns da compactação de uma superfície degradada são: aumento da resistência mecânica à penetração radicular, redução da aeração, alteração do fluxo de água e calor, comprometendo a disponibilidade de água e nutrientes do local. Sendo assim, o presente trabalho teve como objetivo básico diagnosticar, de forma espacial, a compactação de uma área minerada por meio da resistência mecânica à penetração. O diagnóstico da área compactada foi efetuado para orientar uma futura subsolagem no local visando posterior revegetação. Através dos estudos, concluiu-se que o método de interpolação (krigagem), de acordo com a variação espacial da resistência mecânica à penetração, permite dividir a área estuda em subáreas possibilitando um futuro gerenciamento localizado de forma a reduzir custos e interferências desnecessárias ao ambiente. O método mostrou-se bastante eficiente e pode ser utilizado em diagnóstico da compactação em áreas mineradas, prevendo necessidade de subsolagem.

Geostatistical characterization of the spatial distribution of Xylella fastidiosa sharpshooter vectors on citrus / Caracterização geoestatística da distribuição espacial de cigarrinhas vetores de Xylella fastidiosa em citrus

A distribuição espacial das espécies de cigarrinhas (Dilobopterus costalimai Young, Acrogonia sp. e Oncometopia facialis Signoret), vetoras da Xylella fastidiosa, agente causal da Clorose Variegada dos Citros, foi estudada com o uso da geoestatística. As avaliações foram feitas em um pomar comercial de laranja 'Pêra' (Citrus sinensis [L.] Osb.), objetivando estabelecer meios para melhor controle dos vetores e da doença. O monitoramento da ocorrência das cigarrinhas no pomar foi feito através de amostragens mensais, utilizando-se armadilhas adesivas amarelas de 3" x 5", distribuídas uniformemente em 50 pontos na área, dispostas em laranjeiras à altura de 1,5 m do solo e substituídas mensalmente. Acrogonia sp. foi a espécie prevalente nas amostragens. Os resultados possibilitaram ajustar modelos aos semivariogramas da distribuição espacial das três espécies no pomar estudado. Durante os três anos consecutivos de amostragem, as populações de Acrogonia sp., D. costalimai e O. facialis apresentaram modelos de distribuição agregada somente nos meses de verão, inverno e primavera, respectivamente, mostrando a necessidade de monitoramento constante desses vetores para reduzir a sua população em épocas favoráveis ao seu desenvolvimento. Através de parâmetros geoestatísticos foi possível calcular a área de agregação das cigarrinhas no pomar. A espécie Acrogonia sp. apresentou área média de agregação de 15.760 m², enquanto para O. facialis e D. costalimai foi possível constatar áreas médias de agregação de 11.555 m² e 10.980 m², respectivamente. Esses resultados indicaram que para um levantamento seguro de cigarrinhas é necessário pelo menos dispor de uma armadilha por hectare.

The spatial distribution of the three principal species of sharpshooter (Dilobopterus costalimai Young, Acrogonia sp. e Oncometopia facialis Signoret), vectors of Xylella fastidiosa causal agent of Citrus Variegated Chlorosis, was studied by using geostatistics. The evaluations were carried out in a commercial 'Pera' sweet orange (Citrus sinensis [L.] Osb.) grove budded on Rangpur lime (Citrus limonia Osb.) located at Bebedouro, São Paulo state, aiming to establish better means for vector and disease control. The sharpshooters were monitored using with 50 uniformly distributed 3" x 5" yellow sticky traps hanging down in branches at 1.5 m up to the ground, which were replaced monthly. Acrogonia sp. was the prevalent species sampled. The results were used to adjust population models to semivariograms of the spatial distribution of the three sharpshooters species in the grove. During the three consecutive years of sampling, the population of Acrogonia sp., D. costalimai and O. facialis showed an aggregated distribution only during summer, winter and spring, respectively, showing that intensive monitoring of these vectors is necessary to control their population in periods favorable to their development. The aggregation area of the sharpshooters within the orange grove was determined using geostatistic parameters. Acrogonia sp. showed a mean aggregation area of 15,760 m², whereas for O. facialis and D. costalimai, the corresponding areas were 11,555 m² and 10,980 m², respectively. Therefore, in order to obtain a reliable estimate of sharpshooter populations, at least one trap should be used per hectare.