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http://ri.ufmt.br/handle/1/2212
Tipo documento: | Tese |
Título: | Abordagem teórico-experimental das relações de escala e fractalidade : uma aplicação do modelo “WBE” em área de várzea da Floresta Amazônica |
Autor(es): | Guilherme, Adriano Pereira |
Orientador(a): | Paulo, Iramaia Jorge Cabral de |
Membro da Banca: | Paulo, Iramaia Jorge Cabral de |
Membro da Banca: | Curado, Leone Francisco Amorim |
Membro da Banca: | Marques, João Basso |
Membro da Banca: | Silva, Stéfano Teixeira |
Membro da Banca: | Valentini, Carla Maria Abido |
Resumo : | No contexto de mudanças climáticas e ambientais, podemos perguntar como a Evolução agiu no sentido de otimizar a captação e distribuição de recursos nos seres vivos. Formas geométricas chamadas Fractais aparentemente estão presentes em inúmeras situações na natureza, parecendo ser um tipo de estrutura que leva a algum tipo de vantagem evolutiva. De forma geral, a geometria parece explicar grande parte do sucesso dos seres vivos, fato estudado pela Alometria. A justificativa de querer encontrar modelos que resultem em boas relações alométricas se dá pelo fato de tais relações permitirem, em tese, extrapolar as propriedades de plantas individuais ou de pequenas áreas florestais para a Floresta como um todo, suposição razoável devido à auto-similaridade presente na geometria fractal. Este trabalho busca responder às seguintes questões: 1) Há uma relação do tipo lei de potência (livre de escala) para a distribuição dos diâmetros dos troncos na área de estudo? E se há, existe semelhança com outros trabalhos na literatura (universalidade)? 2) Há uma relação semelhante com respeito à distribuição de diâmetros e comprimentos de galhos em algumas espécies nessa mesma área? Se há, existe semelhança com a distribuição dos troncos, de tal forma que possamos dizer que a árvore “imita” a floresta em que está contida? 3) Em que medida as suposições do modelo WBE são válidas para descrever as estruturas estudadas? 4) Por que as árvores têm os formatos que têm e qual o papel do padrão de ramificação? Usando como metodologia para a pesquisa a medida de troncos em uma área, de galhos para duas espécies (Inga alba e Bocageopsis), da análise de imagem para a venação de folhas e de revisão da literatura, foi possível responder parcialmente às questões levantadas: 1) Encontramos uma lei de potência na área de estudo, mas este comportamento não parece ser universal. 2) Há também uma lei de potência para o diâmetro dos galhos, mas não da mesma forma que os troncos. 3) Há graus variados de auto-similaridade, mas algum grau de fractalidade pode ser inferido. Existiu certa concordância entre os resultados e a previsão de certos parâmetros (β e γ), mas nada se pôde afirmar sobre a invariância dos capilares. 4) Muitos ajustes entre diferentes objetivos resultam na grande diversidade de formatos, embora a otimização na captação de radiação solar pareça preponderar. |
Resumo em lingua estrangeira: | In the context of climate and environmental changes, we can ask how Evolution optimized the grasping and distribution of resources in living beings. Geometric shapes called fractals are apparently present in innumerable situations in nature, seeming to be a kind of structure that leads to some kind of evolutionary advantage. In general, geometry is considered to explain much of the success of living beings, a fact studied by Allometry. The reasons to find models that result in good allometric relationships is such that relations allow, in theory, to extrapolate the properties of individual plants or small forest areas to the Forest as a whole, a reasonable assumption due to the present self-similarity in fractal geometry. This thesis aims to study the following questions: 1) Is there a power-law (scale-free) relation for the distribution of trunk diameters in the study area? If affirmative, is there universality? 2) Is there a similar relationship with respect to the distribution of diameters and lengths of branches in some species in the same area? If so, is there similarity to the distribution of trunks? 3) What the extension of WBE model assumptions to validate the studied structures? 4) Why do trees have the formats they have and what is the role of the branching pattern? Using as a research methodology the measurement of tree branchs of two species (Inga alba and Bocageopsis), from image analysis to leaf venation and literature review, it was possible to partially answer the questions raised: 1) We find a power law in the study area, but this behavior does not appear to be universal. 2) There is also a power law for the diameter of the branches, but not in the same way as the trunks. 3) There are varying degrees of self-similarity, but some degree of fractality can be inferred. There was some agreement between the results and the prediction of certain parameters (β and γ), but nothing could be said about the invariance of the capillaries. 4) Many adjustments between different objectives result in the great diversity of formats, although the optimization in the capture of solar radiation seems to prevail. |
Palavra-chave: | Fractais Alometria Amazônia |
Palavra-chave em lingua estrangeira: | Fractals Allometry Amazon |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal de Mato Grosso |
Sigla da instituição: | UFMT CUC - Cuiabá |
Departamento: | Instituto de Física (IF) |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Física Ambiental |
Referência: | GUILHERME, Adriano Pereira. Abordagem teórico-experimental das relações de escala e fractalidade: uma aplicação do modelo “WBE” em área de várzea da Floresta Amazônica. 2017. 87 f. Tese (Doutorado em Física Ambiental) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Física, Cuiabá, 2017. |
Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://ri.ufmt.br/handle/1/2212 |
Data defesa documento: | 6-Jun-2017 |
Aparece na(s) coleção(ções): | CUC - IF - PPGFA - Teses de doutorado |
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