Thesis (MSc (Botany and Zoology))--University of Stellenbosch, 2005. / South Africa is one of the most biodiverse countries in the world and even with conservation initiatives in place continues to face biodiversity loss. There is a need to prioritise areas for conservation as resources for conservation purposes are limited in South Africa. From prioritisation methods reviewed it was found that prioritisation indices normally use one or a combination of variables that measure stock; and/or variables that measure threat.

Biodiversity loss is an important issue for New Zealand: for the domestic environment, economy and society, but also for New Zealand as a member of the international community. Biodiversity offset banking is making an important contribution to addressing such issues in a number of countries around the world. Developing the ability to participate and take advantage of possible benefits requires comprehensively understanding both the fundamental principles and varying concepts, and supports the analysis necessary for New Zealand to progress towards offset banking. New Zealand can learn much from observing and investigating overseas models and use them as valuable templates. California and New South Wales provide examples of potential policies and frameworks (both economic and social) to establish and operate successful offset banking systems. Discussions of offset banking, both in theory and practice, frequently concern the potential failings of the system. These issues can be conceptualised as various forms of risk. Considering offset banking as sustainable development, this thesis addresses such risks to reflect the tripartite biological, financial and social framework of sustainable development. Biologically, risk is in the potential biodiversity outcomes are inadequate, unexpected or undesirable. Scientific uncertainty underlies this, both inherently and from the limits of current scientific disciplines. Through expanding scientific knowledge and experience, measures for reducing or accommodating the risk of uncertainty are emerging. Financial risk represents concerns that individual banks may lack the monetary support to achieve the specific biodiversity conservation required for the site. Also the system of interacting banks, bankers and traders may fail to produce financial outcomes that support effective and efficient biodiversity conservation over the breath of the scheme. Social risk lies in the potential that societies’ individuals conduct themselves in ways that conflict with achieving biodiversity conservation through malfeasance or negligence. Additionally, there is social risk that an offset banking system fails to respond appropriately to broader society and human, such as equity and intergenerational justice. Here, deliberating these risks is primary to appreciating how design elements and emergent properties minimize risks. Given comprehensive understanding, components of a system can be designed and allow informed policy, regulations and rules to offer successful risk mitigation. For this reason policy, rules and regulations observed within California and New South Wales helps to discuss this and establish guidance for New Zealand offset banking design to draw upon. Californian systems are achieving promising conservation and continued growth; New South Wales’ Biobanking scheme is robustly designed and in its early stages. Each contrasts in design and carries varying criticisms. California has been observed as potentially shortcoming biologically, whereas New South Wales Biobanking has been questioned based on the strength and character of its economic underpinnings. In addition to these considerations, New Zealand has significant societal perspectives to incorporate given current popular, socio-democratic conservation modus operandi. Identifying the three forms of risk present highlights the importance of allocating appropriate consideration and expertise to the biological, economic and social components of offset banking. Successful sustainable development, biodiversity conservation and risk mitigation may be achieved through designing mechanisms, regulations and governing policy for offset banking. New Zealand may therefore expand the success and application of current offsetting by taking guidance from examples and analysis presented here.

就地保育被認為是保育生物多樣性的重點工作之一，而設置保護區是最常見的就地保育做法。本文的研究重點在於如何提昇保護區規劃的效率，內容可分為兩大部份。第一部份為回顧用於保護網絡規劃的保護區選擇問題理論相關研究，將研究演進方向分為保育目標、保育成本與限制條件、演算法、空間配置及有效棲地四類進行探討。第二部份為兩個個案分析。個案一為台灣保護網絡規劃研究，利用三種不同的規劃方式來尋找不同水準保育經費限制下，能使保育目標（受保護物種數）極大化的保護區組合。結果發現以OSL演算法配合互補性原則的規劃方式最佳，無論在何種保育目標水準之下其成本均是最低的。個案二為陽明山國家公園北部保護網絡規劃研究，比較考慮保護區以外土地使用類型對保育的貢獻與否，對物種存活率總和－保育成本間的關係的影響。結果發現在保育水準（物種存活率總和）很低時，兩者達到相同的保育水準所需的成本相差很多。比較保護所有棲地和將所有棲地作為農地兩種情況，假設農地對物種保育有所貢獻時，保護所有棲地能使物種存活率總和提高約1.1；若假設農地對物種保育沒有貢獻，則保護區棲地能使物種存活率總和提高約5.2。

The savanna is an important biome, which is under threat from land transformation, and it is therefore a focus for conservation planning. Yet, the invertebrate fauna of this biome is poorly documented and hence there is a need to provide baseline data for this component of biodiversity. This project aimed to provide relevant information that can be used by conservation planners and ecologists, by recommending a sampling strategy for the collection of specific taxa for savanna invertebrate surveys. The effectiveness and efficiency of a sampling strategy using passive and active sampling methods was assessed to provide recommendations for a multi-taxa approach to sampling invertebrates in a savanna ecosystem. In the collection of data, volunteers assisted and they were evaluated in comparison with experienced researchers to assess the effectiveness, efficiency and benefits of using volunteers to carry out multi-taxa invertebrate surveys. In addition, cross-taxon congruency and congruency across taxonomic levels were assessed between nine invertebrate taxa, to select potential surrogates to reduce biodiversity survey costs for conservation planning. Fieldwork was carried out in the Mkhuze Game Reserve (27.67°S:32.27°E, 400km2 ), Phinda Private Game Reserve (27.78°S:32.35°E, 140km2 ) and False Bay Park (27.94°S:32.38°E, 25km2 ) in north-eastern Kwazulu-Natal, South Africa. Forty-three different sites were sampled between November 2002 and March 2005 (summer months). Twenty of these sites were re-sampled across years and in different months during the summer season, giving 77 sampling events. Fifty-four volunteers recruited by the Earthwatch Institute assisted in the collection of data. Lepidoptera, Hymenoptera (Apoidea), Diptera (Asilidae, Bombyliidae), Neuroptera, Odonata, Hemiptera (Cicadellidae), Coleoptera (Cetoniinae, Scarabaeinae), Orthoptera, Blattodea, Isoptera, Araneae (Araneidae, Thomisidae, Oxyopidae), Scorpionida, Myriapoda (Diplopoda, Chilopoda), Mollusca and Annelida were sampled using four active searching methods (transects, tree beating, leaf litter and sweep sampling) and two passive methods (pan traps and baited traps). In its entirety, this project sampled 50 558 individuals from 797 invertebrate species and an extensive database consisting of 33 257 records now exists. A standardised sampling protocol is described for the effective sampling of multiple invertebrate taxa in a savanna biome and recommendations are made for improving the efficacy and completeness of invertebrate surveys based on the application of species accumulation models. Restrictive active searching methods (quadrats) were found to be more effective for sampling epigaeic invertebrates and should be used in conjunction with leaf litter samples. Flying and plant-dwelling invertebrates should be sampled using a range of sampling methods which include baited, malaise and pan traps, active searching along transects and vacuum sampling. I suggest over 75% of the Lovel/, s.1. - MSc. Thesis i ii total estimated fauna to be a satisfactory and realistic level of inventory completeness for making valid comparisons between regions and across sites. Volunteers sampled lower rates of species accumulation, species richness and unique species when using timed, active search methods. Nevertheless, volunteers and researchers were shown to perform equally well when using un-timed, active searching methods. Previous experience or knowledge of scientific method was beneficial when researchers assessed the perceived usefulness of volunteers to researchers for carrying out fieldwork. The project experience raised the volunteers' environmental awareness, knowledge about biodiversity, invertebrates and conservation research, and enabled volunteers to participate in or design locally relevant conservation based projects on their return home. Cross-taxon congruencies were observed. However, relationships were weak and potential surrogates could not be selected. The use of higher taxonomic levels to represent species shows good potential as a surrogate but only in species-poor genera or families. The use of species density to determine congruency and select surrogates is likely to produce different results to those produced by community similarity. Furthermore, when selecting surrogates from congruency assessments an optimal p-value greater than 0.75 should be required. Below this value, the relationship is likely to be weak and if used as a surrogate misinterpretation may occur. / Thesis (M.Sc.)-University of KwaZulu-Natal, Pietermaritzburg, 2006.

Human-wildlife conflicts (HWC) emerge as complex conservation challenges impairing human livelihood and wildlife populations. Research on HWC, however, has traditionally approached these components apart and focused on single/ similar species, hampering a broader understanding of the connections between ecological drivers and human dimensions of conflicts. We here develop and test a model integrating ecological and human components of HWC, focusing on three species - opossum, crab-eating fox and puma. We investigated the pathways through which the ecological context (forest cover) affects experiences with wildlife (contact and damage), and how such experiences influence tolerance via beliefs, emotions and attitude. We interviewed 114 landowners across 13 landscapes varying in forest cover in a region of the Brazilian Atlantic forest and tested our model using Piecewise Structural Equation Modeling. We found that: i. forest cover negatively affected tolerance, but just towards the largest species; ii. relevance and effects of distinct experiences with wildlife on beliefs and emotions varied across species; iii. beliefs and emotions influenced tolerance, but negative emotions were relevant only for the largest species. Conflicts with larger species can then be understood as disservices provided by forests, indicating the relevance of framing HWC within a broader perspective that consider the trade-offs with ecosystems services. For some species, positive experiences with wildlife may counteract the negative effects of damages to livestock in shaping human behavior. Models such as ours - that structure relationships between ecological and human components - can help identifying deeper, more effective leverage points to improve interventions to mitigate HWC / Conflitos entre seres humanos e fauna silvestre emergem como desafios complexos, ameaçando o sustento de populações humanas e a conservação de populações de animais silvestres. Contudo, pesquisas sobre conflitos tradicionalmente abordam esses componentes separadamente e focam em espécies individuais ou similares, dificultando o entendimento mais amplo das conexões entre determinantes ecológicos e dimensões humanas dos conflitos. Neste estudo, desenvolvemos e testamos um modelo conceitual integrando componentes ecológicos e humanos dos conflitos, focando em três espécies - gambá, cachorro-do-mato e onça-parda. Investigamos os caminhos através dos quais o contexto ecológico (cobertura florestal) afeta experiências (contato e dano), e como tais experiências influenciam a tolerância à fauna por meio de crenças, emoções e atitude. Entrevistamos 114 proprietários rurais em 13 paisagens com diferentes proporções de cobertura florestal em uma região da Mata Atlântica e testamos nosso modelo usando equações estruturais do tipo Piecewise. Encontramos que: i. a cobertura florestal afetou negativamente a tolerância, mas apenas para a maior espécie; ii. a importância e os efeitos de diferentes experiências com a fauna sobre crenças e emoções variaram entre as espécies; iii. crenças e emoções influenciaram a tolerância, mas emoções negativas foram relevantes apenas para a maior espécie. Conflitos com espécies maiores podem então ser entendidos como desserviços providos por florestas, indicando a relevância de inserir os conflitos humano-fauna em perspectiva mais ampla, que considere as relações com serviços ecossistêmicos. Para algumas espécies, experiências positivas podem compensar os efeitos negativos dos danos a criações na formação do comportamento humano. Modelos como o nosso - que estruturem as relações entre os componentes ecológicos e humanos - podem ajudar a identificar pontos de alavancagem mais profundos e efetivos para melhorar intervenções visando a mitigação dos conflitos com a fauna

Através da amostragem de 28 sítios em diferentes estádios de regeneração em uma área de Mata Atlântica contínua, procuramos nesta dissertação contribuir para o entendimento dos mecanismos relacionados às mudanças faunísticas observadas durante o processo de regeneração em florestas tropicais, e, assim, melhor compreender o valor das florestas secundárias para a conservação da biodiversidade tropical. Para isso, na primeira parte da dissertação investigamos a influência da regeneração sobre características de estrutura da floresta e disponibilidade de alimento consideradas importantes para diversos grupos da fauna. Encontramos maior profundidade do folhiço, volume de galhadas e disponibilidade de frutos de uma abundante palmeira de sub-bosque nas florestas mais maduras, enquanto que nas áreas em estádio mais inicial de regeneração encontramos maior conexão da vegetação, biomassa de artrópodes no solo e disponibilidade de frutos no total e da espécie de planta mais abundante no sub-bosque. Essas modificações podem estar relacionadas às mudanças na fauna observadas durante a regeneração florestal. As espécies que dependem de características só encontradas nas matas mais maduras, como espaços abertos para movimentação, maior complexidade do chão da floresta, ou determinados recursos alimentares poderiam encontrar limitações em áreas em estádios mais iniciais de regeneração, ao passo que espécies que não dependem desses recursos poderiam se beneficiar da maior disponibilidade total de alimentos, ou da maior conexão da vegetação para movimentação, encontradas nessas áreas. Na segunda parte do trabalho, avaliamos a influência da regeneração e de características estruturais e de disponibilidade de alimento sobre espécies endêmicas (especialistas de floresta) e não-endêmicas (generalistas de habitat) de pequenos mamíferos terrestres. Como previsto, observamos que um grupo de espécies (generalistas de habitat) prolifera nas áreas mais jovens, enquanto que o outro grupo (especialistas de floresta) foi mais comum, embora de maneira mais sutil, nas áreas mais maduras. Esses padrões foram em parte explicados pelas variáveis mensuradas, principalmente a disponibilidade de recursos alimentares. Aparentemente, as espécies generalistas estão se beneficiando da maior disponibilidade de alimentos encontrada nas áreas em estádio mais inicial de regeneração, enquanto que as especialistas possuem maior capacidade de ocupação das áreas mais maduras, onde esses recursos são mais escassos. Portanto, esses resultados sugerem um compromisso (trade-off) entre capacidade competitiva e capacidade de utilização de recursos 101 abundantes, como prevê o mecanismo de nicho sucessional, proposto inicialmente para explicar a sucessão de espécies vegetais. As características encontradas nas florestas mais jovens favoreceram a proliferação de espécies de pequenos mamíferos terrestres generalistas de habitat. Entretanto, o efeito positivo da regeneração florestal sobre as espécies especialistas, de maior interesse para a conservação, foi menos acentuado, de forma que as florestas secundárias abrigaram uma assembléia de pequenos mamíferos terrestres rica, podendo, portanto, representar um importante instrumento de aumento de área e conectividade em paisagens altamente modificadas, como as encontradas na Mata Atlântica. Entretanto, esses resultados não reduzem o valor das florestas maduras, principalmente em paisagens fragmentadas e para grupos mais sensíveis da fauna. Essas florestas devem ser protegidas, assim como deve ser garantida (e se preciso auxiliada) a regeneração das florestas secundárias, para que possam adquirir em longo prazo as condições necessárias à manutenção das espécies e dos grupos de espécies da fauna mais severamente afetados pela secundarização das florestas tropicais. / By sampling 28 sites in different regeneration stages in a continuous Atlantic forest area, in this master thesis we aimed to contribute to the understanding of the mechanisms associated with the wildlife changes observed during tropical forest regeneration, and thereby better understand the value of secondary forests for the conservation of tropical biodiversity. In the first part of the thesis we investigated the influence of regeneration on aspects of forest structure and food availability considered to be important to several wildlife groups. We found deeper leaf litter, and higher woody debris volume and fruit availability of an abundant understorey palm in the older-growth areas, while in areas in earlier stages we found higher vegetation connection, higher ground-dwelling arthropod biomass, total fruit availability, and availability of fruits of the most abundant understorey plant species. These modifications may be related to the wildlife changes observed during forest regeneration. Species that rely on features only found in older-growth forests, such as open space for movement, higher complexity of the forest floor, or certain food resources, could find limitations in younger forests, whereas species which do not depend on these resources could benefit from the higher total food availability, or higher 102 vegetation connection for movements, found in these areas. In the second part of the study, we assessed the effect of regeneration and of structural attributes and food availability on endemic (forest specialist) and non-endemic (habitat generalist) terrestrial small mammal species. As expected, we found that a group of species (habitat generalists) proliferate in younger areas, while the other group (forest specialists) is more common, although more subtly, in older-growth areas. These patterns were partly explained by the measured variables, especially food availability. Apparently, the generalist species are benefiting from the increased food availability found in younger forests, while specialist species have greater ability to occupy older-growth areas, where these resources are scarcer. Therefore, our data suggest a trade-off between competitive ability and ability to use abundant resources, as predicted by the successional niche mechanism, initially proposed to explain the succession of plant species. The characteristics observed in younger forests favored the proliferation of habitat generalist terrestrial small mammals. However, the positive effect of forest regeneration on specialist species, of more conservation concern, was less pronounced, so that the secondary forests harbored a rich terrestrial small mammal assemblage, and may therefore be an important tool to increase the area and connectivity in highly modified landscapes, such as those found in the Atlantic forest. However, these results do not diminish the value of old-growth forests, especially in fragmented landscapes and for more sensitive wildlife groups. These forests should be protected, as well as the regeneration of the secondary forests should be guaranteed (and assisted, if necessary), so that these areas could acquire in the long term the necessary conditions to maintain the species and the groups of species most adversely affected by the secondarization of the tropical forests.

Este estudo enfocou a importância do contexto de ambientes alterados do entorno para a distribuição de diferentes grupos de espécies de pequenos mamíferos não-voadores em paisagens fragmentadas de Mata Atlântica. Na primeira abordagem (capítulo 2), usando a distribuição de pequenos mamíferos em remanescentes florestais e nos quatro principais habitats alterados de uma paisagem de Mata Atlântica, investigamos (1) como o poder explanatório dos modelos que descrevem a distribuição das espécies em fragmentos florestais varia entre as variáveis da estrutura da paisagem que incorporam ou não a qualidade da matriz e (2) a importância da escala espacial para analisar a influência da estrutura da paisagem. Usamos amostragem padronizada nos remanescentes e habitats alterados para gerar dois índices de qualidade de habitat, correspondentes à abundância e à ocorrência de pequenos mamíferos. Para cada remanescente, calculamos a quantidade de habitat e a conectividade em diferentes escalas espaciais, considerando ou não a qualidade dos habitats ao redor. A incorporação da qualidade da matriz aumentou o poder explanatório dos modelos para todas as escalas espaciais para metade das espécies que ocorreram na matriz, mas apenas quando consideramos a distância entre as manchas de habitat (conectividade). Os resultados indicam a importância da matriz para a dinâmica de paisagens fragmentadas e sugere que índices relativamente simples podem melhorar nosso entendimento sobre a distribuição das espécies, e poderiam ser aplicados na modelagem, monitoramento e manejo de paisagens tropicais complexas. Na segunda abordagem (capítulo 3), testamos duas hipóteses relacionadas à importância do contexto da paisagem para a diversidade biológica encontrada em áreas agrícolas usando os pequenos mamíferos da Mata Atlântica como modelo: (1) que o contexto em que cultivos agrícolas estão inseridos, em particular a quantidade de florestas remanescentes, determina a assembléia de pequenos mamíferos encontrada nestas áreas produtivas; (2) que essas respostas ao contexto são escala-dependentes, sendo observadas em escalas espaciais mais amplas. Para tanto, amostramos 36 sítios em áreas agrícolas em duas paisagens fragmentadas de Mata Atlântica com diferentes proporções de florestas nativas remanescentes, os quais foram selecionados de forma a abranger ampla variação na quantidade e agregação de áreas abertas no entorno imediato. Construímos e comparamos 12 modelos candidatos que diferem quanto à contribuição dos efeitos do contexto em escala espacial ampla e em escala local, incluindo todas as combinações possíveis entre essas variáveis, a interação das variáveis medidas em diferentes escalas, e um modelo nulo. De acordo com as expectativas iniciais, as espécies restritas a biomas florestais foram mais comuns e bem distribuídas em áreas agrícolas circundadas por maiores quantidades de floresta em escala ampla. No entanto, as espécies invasoras e não-restritas a biomas florestais dominaram as áreas agrícolas das duas paisagens estudadas, independentemente da quantidade de floresta remanescente em escala ampla, tendo respondido principalmente, mas de maneira oposta, ao contexto em escalas menores. Os resultados indicam que: (1) a resposta diferencial entre os grupos de espécies é condicionada por diferenças nos requerimentos de habitat entre eles; (2) a manutenção de espécies mais exigentes em áreas agrícolas depende de estratégias de manejo que considerem a escala da paisagem; (3) mesmo áreas de agricultura convencional podem ser importantes para a conectividade da paisagem para espécies exigentes, desde que inseridas em contexto de maior quantidade de matas remanescentes; (4) o controle das populações de espécies invasoras que podem atuar como reservatórios de patógenos causadores de doenças no homem e pestes na agricultura depende de manejo em escala local, pelo menos em paisagens onde as áreas agrícolas são predominantes. / This study focused on the importance of the context of altered habitats in the neighborhoods to the distribution of different groups of species of non-flying small mammals in fragmented landscapes of the Atlantic forest. In the first approach (chapter 2), using the distribution of small mammals in forest remnants and in the four main altered habitats in an Atlantic forest landscape, we investigated 1) how explanatory power of models describing species distribution in forest remnants varies between landscape structure variables that do or do not incorporate matrix quality and 2) the importance of spatial scale for analyzing the influence of landscape structure. We used standardized sampling in remnants and altered habitats to generate two indices of habitat quality, corresponding to the abundance and to the occurrence of small mammals. For each remnant, we calculated habitat quantity and connectivity in different spatial scales, considering or not the quality of surrounding habitats. The incorporation of matrix quality increased model explanatory power across all spatial scales for half the species that occurred in the matrix, but only when taking into account the distance between habitat patches (connectivity). Results indicate the importance of the matrix for the dynamics of fragmented landscapes and suggest that relatively simple indices can improve our understanding of species distribution, and could be applied in modeling, monitoring and managing complex tropical landscapes. In the second approach, (chapter 3), we aimed at testing two hypotheses related to the importance of landscape context to the biological diversity found in areas of agriculture using Atlantic forest small mammals as a model: (1) that the context in which the areas of agriculture are inserted, in particular the quantity of remnant forests, determines the assemblage of small mammals found in those productive areas; (2) that those responses to the context are scale-dependent, being observed at larger spatial scales. To accomplish that, we sampled 36 sites in areas of agriculture in two fragmented Atlantic forest landscapes presenting different proportions of native forest remnants, which were selected aiming at including the widest variation in quantity and aggregation of open anthropogenic areas in the local neighborhood. We built and compared 12 candidate models which differed in relation to the contribution of the effects of context at large and local spatial scales, including all possible combinations between these variables, the interaction of the variables measured at different scales, and the null model. According to our initial expectations, the species that are restricted to forest biomes were the commonest and best-distributed ones, in areas of agriculture surrounded by higher quantities of forest at the large scale. However, the invasive species and the species that are not restricted to forest biomes dominated the areas of agriculture in the two studied landscapes, independently from the quantity of remnant forest at the large scale, and they responded mainly, but in the opposite way, to the context at smaller scales. The results indicate that: (1) the differential response between the groups of species is conditioned by differences in habitat requirements between them; (2) the maintenance of more demanding species in agricultural lands depends on management strategies which consider the landscape scale; (3) even areas of conventional agriculture can be important to the connectivity of the landscape for the most demanding species, as far as they are inserted in a context of higher quantities of remnant forest; (4) the control of the populations of invasive species that can act as reservoirs of pathogens that cause disease in men, and that can be pests in agriculture, depends on the management at local scale, at least in landscapes where the areas of agriculture predominate.

Os efeitos deletérios da perda e fragmentação de habitat são considerados a maior ameaça à manutenção da biodiversidade do planeta. Uma das maneiras de evitar a perda de espécies em paisagens fragmentadas é a restauração ecológica, que propicia tanto o aumento da quantidade quanto a melhoria da qualidade do habitat remanescente. Além de influenciar a persistência de espécies, as condições da paisagem são reconhecidas como importantes para o sucesso das ações de restauração. Entretanto, as diretrizes para incorporação das características da paisagem no planejamento da restauração são ainda ambíguas, não facilitando o processo de tomada de decisão. O presente trabalho teve como objetivo contribuir para o avanço do uso de análises espacialmente explícitas da estrutura da paisagem para o planejamento de ações de restauração. Para isso, foram elaboradas propostas metodológicas embasadas no atual conhecimento da ecologia de paisagens e foram realizadas simulações para comparar os potenciais benefícios para a biodiversidade resultantes de diferentes estratégias para seleção de áreas para restauração. A primeira proposta, apresentada no capítulo 2, utiliza análises de paisagens em múltiplas escalas, baseadas na teoria dos grafos, para estimar a resiliência das paisagens, entendida neste trabalho como a capacidade das paisagens de reverterem extinções locais por processos de migração. Em seguida, as paisagens com condições ideais para restauração são classificadas segundo sua importância como corredores biológicos e gargalos de conectividade. Essa proposta metodológica é aplicada no caso da Mata Atlântica (capítulo 3), a fim de estabelecer diferentes níveis de prioridade para restauração no conjunto deste bioma. No quarto capítulo, é apresentada uma segunda proposta metodológica, também baseada em análises de conectividade com o uso da teoria dos grafos, mas desta vez voltada para a identificação de áreas prioritárias para restauração em escala local. Essa proposta permite ainda a comparação de prioridades entre áreas situadas em paisagens com diferentes condições de cobertura e conectividade de habitat. Por fim, no quinto capítulo, foi realizado um conjunto de simulações de restauração para comparar os efeitos das características da paisagem (e.g. a cobertura e configuração florestal), das espécies (e.g. a capacidade de dispersão) e da estratégia de restauração (e.g. o tamanho das áreas restauradas e a ordem temporal da restauração) no aumento da disponibilidade de habitat em três paisagens reais da Mata Atlântica. Os resultados desta tese permitiram estabelecer prioridades de restauração tanto em escala regional quanto em escala local, reduzindo as áreas a serem visitadas em campo e possibilitando a otimização dos esforços de restauração. Também foi possível concluir que a adoção de estratégias espaciais para a seleção de áreas para restauração deve ser feita considerando tanto as características das espécies quanto as características das paisagens e a forma de implementação da restauração. Na ausência de informações detalhadas sobre a capacidade de dispersão das espécies, abordagens baseadas em múltiplas capacidades de dispersão são recomendadas. O embasamento teórico da ecologia de paisagens e as ferramentas atuais de tratamento e integração de dados espacializados permitem a definição das melhores estratégias de restauração a partir de simulações em computador, reduzindo substancialmente os custos da restauração e aumentando a sua eficácia para a conservação das espécies em paisagens fragmentadas / The deleterious effects of habitat loss and fragmentation are considered the main threats to biodiversity. To avoid species loss due to these deleterious effects, there is an urgent need to conduct restoration actions to increase the quantity and quality of the remaining habitat. Besides influencing species persistence, the landscape structure also influences the results of restoration actions. However, guidelines to adopt a landscape approach during restoration planning are not always consistent, nor easy to apply. The objective of this study was to contribute to advances in the use of spatially explicit landscape analysis during restoration planning. To achieve this goal we developed methodological frameworks based on landscape ecology theory to set priority areas for restoration. We also adopted a simulation approach to analyze the potential benefits of different restoration strategies for biodiversity conservation. The methodological proposal presented in chapter 2 consists in multi-scale landscape analyses, based on graph theory, to estimate landscape resilience. We considered landscape resilience as the capacity to revert local species extinctions through recolonization processes. Then, those landscapes considered ideal targets to restoration actions were classified according to their importance as corridors or bottlenecks for biological flow. In chapter 3, the methodological proposal presented in chapter 2 was applied to the Atlantic Forest Biome to set restoration priorities. Chapter 4 consists in a methodological proposal, also based on graph theory, to set restoration priorities in local scale. This methodological proposal also allows the comparison of local restoration priority between landscapes with different amount and configuration of habitat cover. Finally, in the fith chapter we adopted a simulation approach to analyze the improvement of habitat availability, in three Atlantic Forest landscapes, due to different restoration strategies considering: (i) different species dispersal capabilities, (ii) initial habitat amount in the landscape, (iii) the dynamics of landscapes during restoration implementation, i.e., the changes in habitat availability as new areas were restored, and (iv) size of restored areas. The results of this study allowed us to establish local and regional restoration priorities, thus reducing field visits and optimizing restoration efforts. It was also possible to conclude that spatial strategies to set restoration priorities should be conceived based on species dispersal capacities, landscape structure and also considering the strategies to implement restoration actions. If data on species dispersal characteristics is not available, a multi species approach to set restoration priorities is also recommended. The theoretical background of landscape ecology and the available tools to manage spatial data allow identifying the best restoration strategies, reducing the costs and optimizing the benefits to conserve biodiversity in fragmented landscapes

As florestas tropicais contêm mais da metade de todas as espécies terrestres existentes, mas sofrem com a crescente influência das atividades humanas. A destruição e a degradação de habitats são, atualmente, as principais ameaças à biodiversidade. Embora exista uma extensa literatura sobre extinção de espécies em paisagens antropizadas, muitos aspectos ainda foram pouco estudados. Desta forma, buscamos contribuir para o entendimento sobre: i) o atraso e as taxas de extinções locais de espécies após a perda e a fragmentação do habitat florestal; e ii) como as interações entre variáveis de fragmentação e de degradação do habitat (perda de qualidade do habitat) podem agravar a taxa de extinção local de espécies. Para responder a estas questões, amostramos grupos de aves em uma paisagem intensamente fragmentada ao norte do Estado do Mato Grosso, no Arco do Desmatamento Amazônico. Para quantificar o débito de extinção, inventariamos as espécies de papa-formigas em dez pontos de escuta, durante três dias, em 29 localidades amostrais, durante dois períodos separados por quase uma década. Avaliamos o legado do histórico de fragmentação da paisagem na extinção local de espécies por meio de um modelo que considera o tamanho do fragmento e o tempo desde o seu isolamento. Para investigar o papel das interações entre a degradação e a fragmentação de habitats na extinção de espécies, consideramos a assembleia de aves de sub-bosque, inventariadas por redes-de-neblina durante 14.400 horas em 30 localidades amostrais. Utilizamos a seleção de modelos para determinar quais interações e variáveis de degradação e de fragmentação são melhores preditoras do número de espécies, abundância e a composição da avifauna nos fragmentos. Nossos resultados revelaram que há duas etapas para a extinção de espécies: a extinção imediata e a extinção com atraso. Mesmo considerando a extinção com atraso, mais da metade das espécies desaparece em menos de duas décadas nos fragmentos, independentemente do tamanho do fragmento. Encontramos que a grande maioria das espécies nos fragmentos pequenos (<150 ha) foi extinta localmente logo após o isolamento, enquanto que nos fragmentos grandes, a perda de espécies ocorre com o tempo e as taxas de extinção local são mais elevadas. Ademais, os efeitos das interações entre as variáveis de degradação e fragmentação de habitat contribuem para a extinção local de espécies na paisagem estudada. Identificamos que o sinergismo entre o tamanho do remanescente florestal e a incidência de fogo é a principal causa da extinção de espécies nos fragmentos. No entanto, a abundância e a composição de espécies na comunidade foram, principalmente, influenciadas pelas interações aditivas entre o tamanho do fragmento e a presença de gado. Observamos também que as alterações causadas pela presença do gado nos fragmentos resultam na substituição de espécies especialistas de habitat florestal e típicas de sub-bosque por espécies que habitam o dossel, bordas e áreas perturbadas. As implicações de nossos resultados para a conservação são: o intervalo de oportunidade para mitigação dos efeitos da fragmentação e perda de habitat, sobre os papa-formigas, devido ao débito de extinção, mesmo que ainda presente, é muito curto para a implementação de ações eficazes para conservação, especialmente para os fragmentos pequenos, onde a perda da maioria das espécies ocorre imediatamente após o isolamento do fragmento. Portanto, ações de conservação deveriam otimizar seus esforços em fragmentos grandes (>150 ha), onde há maior chance de resguardar as espécies já comprometidas com a extinção. Além disso, as espécies nos fragmentos pequenos são negativamente e de forma mais intensa influenciadas pelos efeitos interativos com a incidência de fogo e penetração do gado. Concluímos que a preservação apenas dos remanescentes florestais não é suficiente para conservação da biodiversidade. Assim, as políticas públicas devem ser direcionadas à coibição de novos desmatamentos e queimadas, além do incentivo para a utilização de cercas ao redor dos remanescentes florestais em propriedades privadas / Tropical forests contain over half of all terrestrial species on Earth, but are succumbing to the growing impact of human activities. Habitat destruction and degradation are the main current threats to biodiversity. While there is an extensive literature on species extinction in human-modified landscapes, many aspects are yet to be explored. This study aims to contribute to our understanding of (i) the rates of time-lagged local extinctions of species in the aftermath of habitat loss and fragmentation; and (ii) the combined effects of habitat fragmentation and degradation (i.e. reduction in habitat quality) in aggravating rates of local extinctions. To develop this research, we sampled different functional groups of forest birds within an intensively fragmented landscape representative of the Arc of Deforestation of southern Brazilian Amazonia. To quantify the magnitude of extinction debt we inventoried antbirds at 29 forest sites during two periods, separated by nearly a decade. At each site, we carried out ten standardized point-counts over three days, which were validated with simultaneous digital recordings. We examined species extinction rates induced by historical landscape fragmentation using a model that considers forest fragment size and time since their isolation. In relation to interactions between habitat degradation and fragmentation, we considered all understorey birds inventoried by mist-nets during 14,400 hours at 30 sampling locations. We used model selection to determine which metrics and interactions of forest degradation (intensity of fires, selective logging and cattle presence within the forest remnants) and fragmentation (fragment size, amount of surrounding forest cover) best predicted the number, abundance and composition of species in the fragments. Our results revealed that there are two main stages for species extinctions: immediately after and time-lagged forest isolation. Even where there is a delay in species extinctions, over half of all species disappeared within less than two decades post-isolation, regardless of forest fragment size. We also found that the majority of species in small fragments (<150 ha) disappear immediately after isolation, whereas species losses in large fragments occur over time and they present higher local extinction rates. Moreover, interactions between habitat degradation and habitat fragmentation contributed to the local species extinctions in the studied landscape. Forest patch size operated synergistically with fire incidence as the main cause of local extinctions in fragments. However, the composition and abundance of species was influenced by the additive interactions between fragment size and cattle intrusion, which resulted in the replacement of understorey forest specialists with generalist species typically found in disturbed areas. The conservation implications of our results include: there is a narrow window of opportunity for mitigating the effects of habitat loss and fragmentation on antbirds, especially for small fragments, where most species were lost immediately after isolation. Conservation actions should be focused on large fragments (> 150 ha) where there is greater potential for retaining species committed to extinction. Also, species in small fragments were more affected by the detrimental effects of fire incidence and cattle intrusion. We therefore conclude that the preservation of remaining forest fragments in itself is not enough for forest biodiversity conservation; public policy should be directed to fire suppression and fencing to deter cattle access to remaining forest fragments within private proprieties

Invasões biológicas representam hoje a segunda maior ameaça à biodiversidade, e o homem desempenha papel fundamental na introdução de espécies exóticas potencialmente invasoras. O cachorro (Canis lupus familiaris) é uma dessas espécies. Presente em todos os continentes, é o carnívoro mais abundante do mundo, e pode causar impactos à fauna nativa através de efeitos letais e não letais da predação, competição, hibridização e transmissão de doenças, além de ser potencialmente importante na epidemiologia de zoonoses. Em áreas rurais, que concentram grande parte dos remanescentes de vegetação nativa no mundo, os cachorros são frequentemente criados soltos e circulam livremente, intensificando a chance de contato com a fauna nativa. Nesse trabalho, avaliamos a importância relativa de fatores associados a atributos individuais (sexo, idade, condição de saúde, comportamento exploratório, tamanho e raça), formas de manejo (incentivo do dono à movimentação, motivo para a criação, confinamento e frequência de alimentação) e contexto ambiental (proximidade à mata nativa) para determinar a chance de cachorros visitarem remanescentes florestais em paisagens fragmentadas de Mata Atlântica. Selecionamos oito paisagens de 2830 ha cada, nas quais visitamos todas as construções em áreas rurais a fim de entrevistar, através da aplicação de questionário, os responsáveis pela criação de cachorros e fotografar os cachorros. Utilizamos a imputação múltipla para estimar os dados faltantes (comuns em dados obtidos via questionários), gerando 10 conjuntos de dados imputados que foram analisados separadamente. Por meio de seleções de modelos através do Critério de Informação de Akaike, comparamos modelos candidatos com até cinco variáveis independentes para determinar a chance de cachorros visitarem remanescentes florestais. Nossos resultados nos permitem afirmar que quatro fatores - dois associados a atributos individuais e dois associados a formas de manejo - atuam em conjunto para determinar a chance de cachorros visitarem remanescentes florestais em paisagens rurais da Mata Atlântica. Cachorros maiores, mais exploradores, que recebem mais incentivo a se movimentar e que passam menos tempo confinados têm maior chance de visitar remanescentes florestais. A maior importância de atributos individuais e da forma de manejo está de acordo com a grande variação fenotípica existente entre cachorros e a variedade de modos como são manejados. Entre os atributos individuais, tanto características físicas como comportamentais são importantes, enquanto os aspectos chave da forma de manejo são aqueles mais diretamente relacionados à movimentação dos cachorros. Independentemente do tempo de confinamento, o incentivo do dono à movimentação do cachorro, em particular o estímulo para que o cachorro o acompanhe em visitas a remanescentes florestais, é fundamental. O contexto ambiental, em especial a proximidade do domicílio a áreas de mata nativa, por sua vez, é irrelevante dada a alta mobilidade dos cachorros. Nossos dados sugerem que a densidade de cachorros em paisagens rurais de Mata Atlântica é uma ordem de magnitude mais alta do que a de carnívoros de médio porte silvestres relativamente comuns, que muitos cachorros já tiveram contato direto com espécies silvestres, e que a vacinação e outras medidas profiláticas são relativamente incomuns. Todos esses dados indicam o potencial de efeitos negativos, tanto para a fauna silvestre como para o homem. Programas de redução destes impactos devem incluir tanto aspectos veterinários, como a expansão de campanhas públicas de profilaxia para além da vacinação antirrábica, quanto aspectos sociais, como a divulgação e conscientização dos potenciais problemas ocasionados pela entrada de cachorros em áreas de vegetação nativa, visando mudanças nas crenças, atitudes e comportamento da população humana / Biological invasions are today the second greatest threat to biodiversity, and humans play a significant role in the introduction of potentially invasive exotic species. The dog (Canis lupus familiaris) is one of such species. Distributed across all continents, the dog is the most abundant carnivore in the planet, and can impact wildlife through lethal and non-lethal effects of predation, competition, hybridization and disease transmission, besides being potentially important in the epidemiology of zoonoses. In rural areas where most remnants of native vegetation around the world are concentrated, most dogs are free-ranging, enhancing the chance of interactions with wildlife. Here, we evaluated the relative importance of factors associated with individual traits (sex, age, health condition, exploratory behaviour, size and breed), management (owner\'s incentive to movement, motive for raising, confinement and feeding frequency), and environmental context (proximity to native forest) to determine the chance of dogs visiting forest remnants in Atlantic Forest fragmented landscapes. We selected eight landscapes of 2830 ha each, where we visited all constructions in rural areas in order to interview dog owners by applying a questionnaire and to photograph dogs. We used multiple imputation to estimate missing data (common in data obtained through questionnaires), obtaining 10 imputed datasets that were analyzed separately. We compared candidate models with up to five independent variables to determine the chance of dogs visiting forest remnants through the Akaike Information Criterion. Our results indicate that four factors - two associated with individual traits and two associated with management - work together to determine the chance of dogs visiting forest remnants in Atlantic Forest rural landscapes. Larger dogs, and those that exhibit exploratory behaviour, are more stimulated to move or confined for shorter periods have greater chance of visiting forest remnants. The greater importance of factors associated with individual traits and management is in accordance with the ample phenotypic variation among dogs and the variety of ways they can be managed. Among individual traits, both morphological and behaviour characteristics are important, whereas the key aspects of management are those directly related to dog movement. Irrespective of the time confined, the owner\'s incentive to movement, in particular taking the dog to the forest, is a crucial aspect. In contrast, the environmental context, especially the proximity of the household to native forest, is irrelevant given the vagility of dogs. Our results suggest that the density of dogs across rural landscapes in the Atlantic forest is at least one order of magnitude higher than the density of relatively common medium-sized native carnivores, that several dogs have already had direct contact with wild species, and that vaccination and other prophylactic measures are relatively uncommon. All of these highlight the potential for negative effects on both wildlife and human population. Plans to reduce these effects should include not only veterinarian aspects, such as the expansion of public prophylactic campaigns beyond rabies vaccination, but also social aspects, such as the dissemination of information on the problems caused by dogs visiting native vegetation, aiming at changing people\'s beliefs, attitudes and behaviour