Thesis (MSc (Conservation Ecology and Entomology))--University of Stellenbosch, 2010. / ENGLISH SUMMARY: Protected areas do not always achieve the desired level of biodiversity conservation, while often reducing the welfare of indigenous communities by reducing availability of land for subsistence. Traditional agricultural landscapes are significant biodiversity refugia and can contribute meaningfully to conservation. Rangelands comprise one-third to one-half of the world’s terrestrial surface, providing livelihoods for around 220 million people, usually in a communal subsistence system. Colonial practices impinged on traditional land-use practices with far-reaching social and environmental impacts. This has resulted in management based on assumptions regarding vegetation dynamics and traditional lifestyles that are increasingly shown to be inaccurate. A comparison of a vegetation survey based on conventional scientific methods and a survey of the perceptions of pastoralists was undertaken to highlight differences and similarities between the two knowledge systems with the hope of providing guidelines for more sustainable land-use practices in the communal rangelands of Namaqualand, South Africa. Vegetation responses to removal of grazing pressure revealed complex interactions that do not correspond with the prevailing management paradigm. Rather than a predictive relationship between livestock and vegetation, environmental factors play a large role in determining plant composition, abundance and cover. Pastoralists’ perceptions reflected this complexity in rangeland resource dynamics. The impact of livestock on rangeland resource dynamics was perceived by herders to be secondary to a range of environmental and climatic factors. Both sets of results were at odds with the theories that currently govern management in this system. Studies in rangeland systems must take the complexity of the subject into account. Research into such socio-ecological systems must take a multiplicity of factors – social, environmental, economic, political and other – into account. Implications for management are that it is inappropriate to adhere strictly to the conventional, conservative strategies that are prescribed by conservation and agricultural authorities. Rather, a more flexible, opportunistic grazing strategy would allow the persistence of traditional subsistence livelihoods without serious negative consequences for biodiversity conservation. / AFRIKAANSR OPSOMMING: Die instelling van beskermde gebiede lewer nie altyd die gewenste vlak van biodiversiteitsbewaring, terwyl die welvaart van plaaslike gemeenskappe dikwels daaronder ly deur die afname in grond beskikbaar vir bestaanspraktyke. Tradisionele landboulandskappe is beduidende biodiversiteitshawens wat ‘n belangrike bydrae tot bewaring kan maak. Weivelde bevat ‘n derde tot ‘n helfte van die wêreld se landsoppervlakte en ondersteun rondom 220 miljoen mense, gewoonlik binne ‘n gemeenskaplike bestaansstelsel. Kolonialisasie het inbraak gemaak op tradisionele bestuurspraktyke, met verrykende sosialeen omgewingsimpakte. Dit het gelei tot bestuurspraktyke gebaseer op standpunte oor plantegroeidinamika en traditionele lewenswyses wat toenemend verkeerd bywys word. ‘n Vergelyking van ‘n plantegroei opname gebaseer op konvensionele wetenskaplike metodes en ‘n opname van die standpunte van veewagters is onderneem om die verskille en ooreenkomstes tussen die twee kennisstelsels uiteen te lê met die hoop om riglyne vir meer volhoubare bestuurspraktyke in die meentgronde van Namakwaland, Suid-Afrika te verskaf. Plantegroei reaksies tot die verwydering van weidingsdruk wys op komplekse interaksies wat nie ooreenstem met die heersende bestuursparadigma. Eerder as ‘n voorspelbare verwantskap tussen vee en plantegroei, omgewingsfaktore speel ‘n groot rol in die bepaling van plantgemeenskapsamestelling, -getalle en grondbedekking. Die veewagters se standpunte het hierdie kompleksiteit in plantegroeidinamika weerspiëel. Die impak van vee op die weiveldhulpbron is deur veewagters as sekondêr beskou teenoor ‘n reeks omgewings- en klimaatsfaktore. Beide stel resultate is in teenstelling met die teoriëe wat tans bestuur in hierdie stelsel bepaal. Studies in weiveldstelsels moet die kompleksiteit daarvan in ag neem. Navorsing oor hierdie sosio-ekologiese stelsels moet ‘n verskeidenheid faktore – sosiale-, omgewings-, ekonomiese-, politiese- en ander – in ag neem. Implikasies vir bestuur is dat dit onvanpas is om te volhard met konvensionele, konservatiewe strategiëe voorgeskryf deur bewarings- en landboukundige gesagte. ‘n Meer aanpasbare, voordeelnemende weidingsstrategie sal die voortbestaan van traditionele bestaanslewenspraktyke toelaat sonder ernstige negatiewe nagevolge vir biodiversiteitsbewaring.

South African grasslands are under-conserved and there is a need to expand conservation efforts beyond the boundaries of protected areas. While communal grasslands have conservation potential they are generally over-utilized and the impact of communal land-use on biodiversity is poorly studied. At the same time there is pressure on protected areas to allow for the sustainable utilization of biodiversity. The aim of this study was to examine the impact of communal land-use on various components of biodiversity and to make recommendations regarding communal use of protected areas. A fence-line study was conducted to assess the impact of eight years of controlled communal land-use on biodiversity in the uKhahlamba-Drakensberg Park. The communally used land (referred to as the lease land) which was used for controlled grazing as well as plant collection was compared with land under formal conservation. Vegetation was sampled using the importance score method and veld condition assessments. Selected invertebrate taxa were sampled using sweep netting, colour pan traps and transects and were identified to morphospecies level. Multivariate statistics revealed that sites generally grouped according to landscape position rather than land-use. No significant differences were found in diversity, evenness, richness or veld condition between the lease and conservation land. However, more than twenty-five percent of vegetation and invertebrate species were found exclusively in the lease or conservation land, suggesting that different suites of species were supported by the two landuses. Four alien plant species were found exclusively in the lease land, while one vulnerable and one rare plant species were found only in the conservation land. Further research is required to assess whether biodiversity was diminished by controlled communal. While the lease concept may offer potential as a low-use buffer zone, localised damage from cattle paths and weak enforcement of grazing agreements were areas of concern. Keywords: communal grass)ands, grassland flora, grassland invertebrates, transfrontier park. / Thesis (M.Env.Dev.)-University of KwaZulu-Natal, Pietermaritzburg, 2004.

Balancing increasing elephant numbers with biodiversity conservation in small reserves has become a concern for many protected area managers. Elephants are considered important agents of disturbance creating heterogeneity and thus contributing to the maintenance of biodiversity. However elephants also damage vegetation through their destructive feeding habits, and this has led to pressure to reduce elephant populations in many reserves. Quantitative data on the impact of elephants on invertebrates, the main component of biodiversity at the species level, are lacking. The aim of this project was to assess the effect that habitat alteration by elephants has on the diversity of selected ground-dwelling invertebrates (ants, centipedes, millipedes, spiders, scorpions and termites) through the provision of logs and dung as a potential refuge niche for these invertebrate communities, and to determine the effect of spatial (vegetation types) and temporal (season and age of dung) variation on the invertebrates using these refugia. Variation in impacts was considered important because savanna is not homogenous and the impact of the refugia is likely to be dynamic in terms of seasonal trends in invertebrate populations, and in terms of changes in the environmental conditions offered by the refugia. Elephant impact on vegetation, quantity of refugia (logs and dung) produced and invertebrate diversity associated with refugia were determined for 115 transects within Madikwe Game Reserve in the North Western Province, South Africa. Invertebrate abundance, species richness and diversity were always higher under refugia than in areas without refugia. Vegetation utilisation, frequency of refugia production and invertebrate diversity showed strong temporal variation (seasonal); elephant impact and production of logs were higher in winter than in summer because elephants are more likely to feed on woody vegetation in winter when grass nutrient levels are low. Invertebrate diversity under the logs was higher in summer than in winter, and this probably reflected the higher abundance and diversity of invertebrates that are usually associated with the warmer, wetter summer months. The effect of adding refugia to three vegetation types on invertebrate diversity was tested experimentally at Makalali Private Game Reserve in the Limpopo Province, South Africa. Logs and elephant dung were set out in five plots each measuring 20m x 20m within Govender - iii mixed bushveld, riverine and mopane woodland. Significant differences were observed in invertebrate abundance, species richness and diversity between the refugia and control plots that lacked refugia and between the three vegetation types sampled. Similarity between invertebrate communities utilising the different refugia types and between the three different vegetation types were tested using the Jaccard similarity coefficient. The three vegetation types shared fewer than 50% of their species, as did the logs, dung and control sites. However the results obtained do illustrate a higher degree of similarity between the refugia substrates (logs and dung) than the control sites and between the more heterogeneous vegetation types (mixed bushveld and riverine) than the mopane veld. This indicated that invertebrate communities associated with refugia were not uniform, but were influenced by vegetation type. An experimental test of temporal changes in invertebrate community composition illustrated the importance of elephant dung as a microhabitat for different invertebrate groups over different ages of dung (three days, two, four, 12 and 32 weeks old). Colonisation of the dung, by dung beetles was immediate but as the microclimate of the dung changed with time, the new conditions were ideal for other invertebrate taxa. Over a period of eight months, the change of invertebrate communities utilising the dung included dung beetles, followed by millipedes and [mally ant and termite communities. The results of this study illustrated the importance of refugia (logs and dung) produced by elephants for ground-dwelling invertebrate species in the savanna environment. The extent of the influence of the refugia varied both spatially and temporally and this should be considered in future monitoring or in measuring impacts. While further research on a broader range of organisms and at larger scales is necessary, elephants do have a positive impact on at least some components of biodiversity, through the process of facilitation of refugia. / Thesis (M.Sc.)-University of KwaZulu-Natal, Pietermaritzburg, 2005.

Ph.D., Faculty of Science (Botany), University of the Witwatersrand, 1990

A extração de produtos florestais é uma estratégia de sustento importante para populações que vivem próximas a remanescentes de florestas tropicais. Entre estes produtos, a carne silvestre é fonte importante de proteína e renda monetária. A sobreçaca, no entanto, pode levar à extinção local de espécies, comprometendo a integridade das florestas tropicais e o sustento de populações humanas. Como consequência, pode também levar à diminuição do valor atribuído às florestas pelos moradores, incentivando a sua conversão a outras formas de uso da terra. Sabe-se que fatores econômicos, como renda monetária e riqueza, são determinantes importantes da caça e do consumo de carne silvestre. Porém, tem sido sugerido que o efeito destes indicadores econômicos dependa do contexto ambiental - em especial, a cobertura florestal, associada à disponibilidade de animais para caça e a distância ao centro urbano, associada ao acesso a outras fontes de renda e proteína - e do contexto cultural, em particular, a região de origem dos moradores. No entanto, estudos prévios não consideraram todos estes fatores simultaneamente. Além disso, pouco ainda se sabe sobre qual o valor atribuído às florestas por populações rurais e sua relação com a caça e o consumo de carne silvestre. Através de questionários estruturados aplicados por meio de entrevista à população rural de uma região extensa e heterogênea na Amazônia oriental, esta tese teve como objetivos investigar: (i) o efeito de fatores ambientais em maior escala como determinantes da caça e do consumo de carne silvestre (Capítulo 1); (ii) a importância relativa e as interações entre fatores em escalas distintas - econômicos, culturais e ambientais - na determinação da caça e do consumo de carne silvestre (Capítulo 2) e; (iii) se a caça e o consumo de carne silvestre, bem como o desmatamento, que pode comprometer esse recurso, estão associados à percepção do valor das florestas (Capítulo 3). No Capítulo 1, os resultados indicam que fatores ambientais são determinantes mais importantes da caça do que do consumo de carne silvestre, que é mais frequente que a caça, sugerindo a relevância do compartilhamento e/ou comércio como formas de obtenção de carne silvestre. Enquanto o consumo de carne de silvestre foi um pouco mais frequente em áreas remotas e mais florestadas, a caça foi mais frequente em áreas mais florestadas, mas também em áreas mais próximas a centros urbanos. Assim, os resultados sugerem que é improvável que a pressão de caça diminua com a crescente migração para áreas urbanas que hoje se observa na Amazônia. O Capítulo 2 traz evidências de que o consumo de carne silvestre, e principalmente a caça, dependem não só do contexto ambiental, mas também do cultural, e que os efeitos de indicadores econômicos dependem de fatores ambientais. A caça e o consumo de carne silvestre foram mais frequentes nas famílias de origem na região Amazônica, entre aqueles que dependem mais de atividades de subsistência, e ambos aumentaram com a renda monetária em áreas próximas a centros urbanos e/ou menos florestadas, mas diminuíram com a renda monetária em áreas remotas e/ou florestadas. Isto sugere que o sucesso de intervenções econômicas que visem tanto à redução da pobreza quanto à conservação da biodiversidade depende do contexto ambiental, e é muito mais provável em áreas mais florestadas e remotas. Os resultados do Capítulo 3 indicam que a quantidade de carne silvestre consumida influencia positivamente a percepção do valor utilitário da floresta, enquanto que a quantidade de florestas remanescentes no entorno influencia positivamente a percepção de seu valor intrínseco. Assim, para além de estratégias que visem o bem-estar humano via incentivos econômicos, há oportunidade para iniciativas que considerem outros aspectos do bem-estar associados aos serviços providos pela floresta - sejam recursos como a carne silvestre ou benefícios culturais e estéticos. Ao mesmo tempo, os resultados apontam o potencial de um perigoso ciclo de desvalorização da floresta, em que o desmatamento leva a diminuição da percepção do seu valor, que, por sua vez, pode agravar o desmatamento, indicando a urgência de investimentos em iniciativas de conservação nas paisagens mais alteradas / The extraction of forest products is an important livelihood strategy for human populations living in and around tropical forest remnants. Among these products, bushmeat is an important source of protein and monetary income. However, overhunting can lead to local species extinction, compromising the integrity of tropical forests and the livelihoods of human populations. As a consequence, it can also lead to a decrease in the value local people attribute to forests, further promoting land conversion. It is well known that economic factors, such as monetary income and asset-wealth, are important drivers of bushmeat hunting and consumption. However, it has been suggested that the effect of economic factors depend on the environmental context - especially forest cover, associated with game availability, and distance to urban centers, associated with alternative sources of protein and income - and on the cultural context, particularly the region of origin of residents. Nevertheless, previous studies did not consider all these factors simultaneously. In addition, little is known about the value attributed to forests by rural populations and its association with bushmeat hunting and consumption. Using questionnaire-based interviews with the rural population of a wide heterogeneous region in eastern Amazonia, this thesis aimed at investigating (i) the effects of large-scale environmental factors as drivers of bushmeat hunting and consumption (Chapter 1); (ii) the relative importance and interactions between factors at different scales - economic, cultural and environmental - in driving bushmeat hunting and consumption (Chapter 2) and; (iii) whether bushmeat hunting and consumption, as well as deforestation, which may compromise this resource, are associated with the perception of forest values (Chapter 3). In Chapter 1, the results indicate that environmental factors are more important drivers of hunting than of bushmeat consumption, which is widespread, suggesting significant bushmeat sharing and/ or trading. While bushmeat consumption was slightly more likely in remote and more forested areas, hunting was more likely in more forested areas but also in areas closer to urban centers. These results suggest that hunting pressure is unlikely to decrease with the increasing migration to urban areas nowadays observed in the Amazon. Chapter 2 brings evidences that bushmeat consumption, and especially hunting, depend not only on the environmental context but also on the cultural context, and that the effects of economic variables depend on environmental factors. Bushmeat hunting and consumption were more likely in households with Amazonian origin, with greater reliance on subsistence activities and both increased with monetary income in less remote and/or less forested areas, but decreased with monetary income in more remote and/or more forested areas. This result suggests that the success of economic interventions aiming at both poverty alleviation and biodiversity conservation depend on the environmental context, and is more likely in more forested and remote areas. The results of Chapter 3 indicate that the amount of consumed bushmeat positively influences the perception of forest instrumental value, while forest cover in the surroundings positively influences the perception of forest intrinsic value. These results suggest that, beyond strategies that aim at human well-being through economic incentives, there is opportunity for initiatives that consider other aspects of well-being associated with services provided by forests - whether resources such as bushmeat or cultural and aesthetic benefits. At the same time, the results suggest the potential for a dangerous reinforcing cycle of forest depreciation, in which deforestation erodes perceptions of forest values, which may in turn facilitate further deforestation, indicating the urgent need to invest in conservation initiatives in more altered landscapes

O desenvolvimento de soluções que auxiliem na extração de informações de dados oriundos de sistemas de sensoriamento remoto e outras geotecnologias são essenciais em diversas atividades, por exemplo, a identificação de requisitos para o monitoramento ambiental; a definição de regiões de conservação; o planejamento e execução de atividades de verificação quanto ao cumprimento e uso do espaço; o gerenciamento de recursos naturais; a definição de áreas protegidas e ecossistemas; e o planejamento para aplicação e reposição de insumos agrícolas. Neste contexto, o presente trabalho apresenta um método para parametrizar um algoritmo segmentador Multiresolution, de forma que os segmentos obtidos sejam os maiores possíveis dentro de limites pré-estabelecidos de heterogeneidade para os dados avaliados. O método faz uso de variografia, uma ferramenta geoestatística que apresenta uma estimativa de quanto duas amostras variam em uma região espacial, de acordo com a distância relativa entre elas. Mostra-se também como a avaliação de múltiplos variogramas pode ser empregada na delimitação de regiões quando combinada a este algoritmo de segmentação, desde que os dados estejam dispostos em uma grade amostral regularmente espaçada. O método desenvolvido utiliza o efeito pepita estimado para os atributos dispostos em camadas sobrepostas e quantifica a segmentação em dois momentos (ou médias) para identificar o valor do parâmetro espacial ótimo a ser aplicado no segmentador. Apresenta-se, como exemplos de aplicabilidade do método, três casos típicos desta área: (i) definição de zonas de manejo para agricultura de precisão; (ii) seleção de regiões para estimativas de degradação ambiental na vizinhança de ponto de coleta/observação de espécies; e (iii) a identificação de regiões bioclimáticas que compõem uma Unidade de Conservação da biodiversidade. / Information extraction of data derived from remote sensing and other geotechnologies is important for many activities, e.g., the identification of environmental requirements, the definition of conservation areas, the planning and implementation of activities regarding compliance of correct land use; the management of natural resources, the definition of protected ecosystem areas, and the spatial planning of agricultural input reposition. This thesis presents a parameter optimisation method for the Multiresolution segmentation algorithm. The goal of the method is to obtain maximum sized segments within the established heterogeneity limits. The method makes use of variography, a geostatistical tool that gives a measure of how much two samples will vary in a region depending on the distance between each one of them. The variogram nugget effect is measured for each attribute layer and then averaged to obtain the optimal value for spatial segmentation with the Multiresolution algorithm. The segments thus obtained are superimposed on a regularly spaced sampled grid of georeferenced data to divide the region under study. To show the usefulnesss of this method, the following three case studies were performed: (i) the delineation of precision farming management zones; (ii) the selection of regions for environmental degradation estimates in the neighbourhood of species occurrence points; and (iii) the identification of bioclimatic regions that are present in biodiversity conservation units.

A principal estratégia empregada com o intuito de assegurar a conservação da biodiversidade tem sido a implementação de áreas protegidas, especialmente aquelas de uso restrito, que muitas vezes deixa de considerar no seu estabelecimento a cultura, contexto socioeconômico e político ou o meio de vida das comunidades no entorno que antes interagiam com a área. Entretanto diversos trabalhos têm demonstrado o potencial de se promover esta conservação através de sistemas produtivos, harmonizando proteção dos recursos naturais ao desenvolvimento territorial. Neste contexto, o presente estudo aborta o potencial do manejo florestal comunitário, destinado à produção de frutos, em promover a conservação da palmeira juçara (Euterpe edulis Mart.), espécie drasticamente sobreexplorada pelo corte ilegal de palmito. Para isso foi realizado o levantamento da estrutura populacional e da produção de frutos em áreas de sistemas agroflorestais, florestas secundárias manejadas e áreas de proteção integral no litoral norte do Estado de São Paulo, na área de abrangência do Núcleo Picinguaba do Parque Estadual da Serra do Mar. Foram também realizadas estimativas de retorno econômico para o manejo de frutos e de palmito. Constatou-se que o manejo florestal comunitário, especialmente em florestas secundárias, é mais efetivo em conservar a juçara que áreas sob uso restrito. Paralelamente, o manejo destinado à obtenção de frutos se mostrou mais rentável que o manejo de palmito, além de ser mais favorável à conservação da espécie e à disponibilidade de frutos para a fauna. / The establishment of protected areas has been considered the main strategy to ensure biodiversity conservation, especially those of restricted use, which often fails to address local issues such as culture, socioeconomic and political context or the livelihoods of communities the used to have straight interaction with the landscape. However, several studies have demonstrated the potential to promote conservation through productive systems, while harmonizing protection of natural resources to territorial development. In this context, the present study addresses the potential of community forestry in promoting the conservation of juçara palm, a species drastically overharvested by illegal cutting of palm hearts. Thus, the population structure and fruit production in agroforestry systems, managed secondary forests and strictly protected areas were surveyed. Estimates of economic return for fruit and palm heart management were also made. It was found that community forest management, especially in secondary forests is more effective for conserving juçara than areas under restricted use regime. In the meanwhile, the management to obtain fruits was more profitable than the management for palm heart, besides being more favorable for the species conservation and fruit availability for wildlife.

The conservation and restoration of pollinators is essential for sustaining viable plant populations in fragmented landscapes because they promote genetic diversity among isolated individuals. As it is expected that populations in remnant and restored forests perpetuate with the passing of the years, restoration programs on highly fragmented agricultural landscapes should be planned with consideration for achieving this purpose. In this work, we evaluated plant-pollinator interactions in restored tropical forests, aiming to establish first, the pollination requirements of plant species in these communities, and secondly, if the pollinator requirements are being fulfilled and the interactions between plants and pollinators are being recovered throughout restoration practices. This work comprises two chapters: On the first one (\"Are the assemblages of tree pollination modes being recovered by tropical forest restoration?\") we did an extensive literature review about the pollination biology of tree species in primary forests, restoration plantings and naturally regenerated forests, to compare and identify patterns on the functional diversity and the assemblages of plant pollination modes. On the second chapter (\"Functional responses and effects from bee communities in restored tropical forests\") we sampled bees (i.e. the most important pollinators) and identified the pollen grains attached to their bodies in primary forests, restoration plantings, disturbed herbaceous areas and sugar cane fields; afterwards we analyzed and compared the functional diversity of bee communities and their floral resources, and the structure of plant-bee interactions, as well as in response to habitat isolation. We found that different restoration practices leaded to changes on patterns of abundance and species proportions of several plant pollination modes, which were stronger in locations under active restoration activities than in naturally regenerated forests. Specifically in the case of bees, we found that the demand for their function as pollinators in restoration plantings was even higher than that in primary forests, since many bee pollinated tree species were being widely and preferably used due to their great colonizing ability, or because of the many other ecosystem functions and services that they provide. We observed that bee communities were getting benefited by such over-representation of bee floral resources, since many species visited more frequently the tree species in restoration plantings than any other habitat. In spite of such preference, the bee abundance and functional diversity of bee communities was not fully recovered in restoration areas, maybe because of other habitat requirements that still remained undersupplied (e.g. nesting resources). Although the functional diversity on bee communities was high in general, only a small part, which was also the most vulnerable (i.e. larger bees that nest above-ground, have different levels of sociality and are polylectics), was the principal in charge of the pollination of the most important plant species in primary and restored forests (i.e. native woody plants, from initial successional stages and with different pollination modes). Throughout this work we analyzed and discussed the implications of these results for the recovery of plant-pollinator interactions and on future decisions in restoration and conservation planning / A conservação e restauração dos polinizadores são essenciais para a manutenção das populações vegetais nas paisagens fragmentadas, pois eles proporcionam diversidade genética entre os indivíduos espacialmente isolados. Dado que se espera que as populações nas florestas remanescentes e restauradas se perpetuem com o passar dos anos, os programas de restauração devem ser planejados também considerando alcançar este objetivo. Neste trabalho avaliamos as interações planta-polinizador em florestas tropicais em restauração, objetivando estabelecer primeiro, os requerimentos de polinização nestas comunidades e segundo, se os requerimentos de habitat dos polinizadores estão sendo satisfeitos e as interações entre plantas e polinizadores estão se recuperando através das práticas de restauração. O trabalho compreende dois capítulos: No primeiro (\"Os sistemas de polinização de espécies arbóreas estão se recuperando por meio da restauração de florestas tropicais?\") realizamos uma revisão exaustiva na literatura sobre a biologia da polinização das espécies de árvores em florestas primárias, plantios de restauração e florestas naturalmente regeneradas, para depois comparar e identificar os padrões na diversidade funcional e nas assembléias de modos de polinização. No segundo capítulo (\"Respostas e efeitos funcionais das comunidades de abelhas em florestas tropicais restauradas\") coletamos abelhas (i.e. os principais polinizadores) e identificamos os grãos de pólen aderidos no seu corpo, em florestas primárias, plantios de restauração, áreas herbáceas degradadas e cultivos de cana-de-açúcar; depois analisamos e comparamos a diversidade funcional das comunidades de abelhas e seus recursos florais, a estrutura das redes de interação e também em resposta ao isolamento do habitat. Encontramos que diferentes práticas de restauração geraram maiores mudanças nas proporções de vários modos de polinização, em lugares submetidos a atividades de restauração ativa do que nas florestas regeneradas naturalmente. Especificamente no caso das abelhas, encontramos que a demanda pela sua função como polinizadores nos plantios de restauração era ainda maior do que nas florestas primárias, pois muitas espécies de árvores polinizadas por abelhas estavam sendo preferivelmente plantadas graças a sua maior habilidade como colonizadoras, ou devido à outras funções e serviços ecossistêmicos que elas provem. Observamos que as abelhas estavam se beneficiando dessa super-representação de recursos florais, dado que várias espécies visitaram mais freqüentemente as árvores presentes nos plantios de restauração do que em outras áreas. Apesar dessa preferência, a abundância de indivíduos e a diversidade funcional nas comunidades de abelhas ainda não estavam totalmente recuperadas nas áreas em restauração, provavelmente porque alguns dos seus requerimentos de habitat estão ainda pouco fornecidos (e.g. recursos de nidificação). Mesmo que a diversidade funcional nas comunidades de abelhas tenha sido alta de maneira geral, somente uma pequena parte dela, que também foi a mais vulnerável (i.e. abelhas de maior porte que nidificam por cima do solo, tem diferentes níveis de sociabilidade e são polilécticas), foi a principal encarregada do transporte de pólen das plantas mais importantes das florestas primárias e restauradas (i.e. plantas lenhosas, nativas, de successão inicial e com diferentes modos de polinização). Ao longo deste trabalho analisamos e discutimos as implicações destes resultados para a recuperação das interações planta-polinizador e nas futuras decisões no planejamento da restauração e conservação ecológica

Em diversos estudos ao redor do globo, a estrutura e heterogeneidade da vegetação têm se mostrado um fator determinante na diversidade de espécies de aves e também de outros grupos de animais. O Cerrado é o segundo mais extenso e mais ameaçado bioma de ocorrência no Brasil. Este bioma também é caracterizado por um evidente gradiente ambiental de estrutura e heterogeneidade de vegetação. Na presente tese analisamos a influência da estrutura e heterogeneidade da vegetação sobre a diversidade em comunidades de aves do Cerrado. Nossa expectativa era corroborar a “Hipótese de Heterogeneidade de Habitats”, que propõe que quanto maior a estrutura e heterogeneidade da vegetação, maior será a diversidade de espécies. No primeiro capítulo, realizamos uma compilação sistemática de estudos publicados sobre a diversidade de aves em áreas ocupadas por algumas fisionomias típicas de Cerrado lato sensu, com o intuito de analisar o conhecimento obtido até então acerca da relação entre diversidade de aves e a estrutura da vegetação no Cerrado. Foram selecionadas 72 amostras de 22 estudos, sendo que estas amostras variaram quanto ao tipo fisionomia amostrada e o método amostral empregado, além de também estarem disponíveis em diferentes artigos e serem realizadas em diferentes regiões geográficas. Para análises destes dados, utilizamos a análise de modelos lineares generalizados de efeitos mistos (modelo com distribuição de erros poisson), que permite analisar os efeitos de variáveis fixas e aleatórias sobre a variável explicativa (riqueza de espécies). As variáveis fixas foram o tipo de vegetação amostrada (vegetação campestre, savânica e florestal) e o método amostral empregado (ponto fixo, transecto e redes de neblina). Já as variáveis de efeito aleatório utilizadas foram o estudo onde os dados foram publicados, o autor de cada estudo e a localidade geográfica. O efeito destas variáveis aleatórias poderiam afetar somente os interceptos das relações entre as variáveis fixas e a variável explicativa ou poderiam alterar a relação entre as variáveis fixas e explicativa. Construímos diversos modelos a partir da combinação de variáveis de efeito fixo e aleatório e a seleção do modelo mais parcimonioso foi feito por meio do critério AICc (critério de informação de Akaike corrigido para pequenas amostras). O modelo que apresentou menor valor de AICc (mais parcimonioso) foi aquele que incluiu os efeitos de ambas variáveis de efeito fixo (fisionomia e método amostral) e também um efeito da interação entre estas duas variáveis. Neste modelo também foram incluídos os efeitos das variáveis aleatórias estudo e localidade geográfica sobre os interceptos das relações entre as variáveis de efeito fixo e a variável explicativa. Estes resultados mostraram que a riqueza de espécies de aves em nosso estudo variou não só em função da fisionomia e do método amostral empregado, mas dependendo do método amostral utilizado a relação entre riqueza e fisionomia também foi alterada. Portanto, esta interação não permitiu que fosse estimada a relação entre fisionomia e riqueza sem considerar o efeito dos métodos. Já os efeitos das variáveis aleatórias mostraram que a variação estimada nos interceptos entre estudos foi duas vezes maior do que a variação estimada entre localidades geográficas. O efeito da interação entre as variáveis fisionomia e método amostral apontou para a existência de heterogeneidade de detecção entre locais com diferentes fisionomias, além também de um efeito das fisionomias na efetividade dos diferentes métodos amostrais. A influência dos métodos amostrais no número de espécies observadas em cada fisonomia pode ser esperada devido às diferenças intrínsecas dos métodos, já que ponto fixo e transecto são baseados em contatos visuais e auditivos com as espécies, enquanto que o método de rede de neblina consiste na captura passiva das espécies que voam na altura das redes. Assim, redes de neblina podem ser mais efetivas em habitats menos estruturados (por ex. campos limpos e sujos), onde a rede alcança quase todo os estratos de vegetação. No entanto, o método de transecto pode ser mais efetivo que o método de ponto fixo em áreas de florestas, pois nestes hábitats as espécies tendem a ter territórios menores e o deslocamento do observador proporciona ao observador cobrir um maior número de terrítórios. Por outro lado, o ponto fixo pode ser mais vantajoso por não produzir ruído e afugentar as espécies, o que pode ser uma desvantagem do método de transecto. Outros fatores, como a experiência e número de observadores, número de pontos amostrais, número de redes utilizadas e comprimento de transectos, podem explicar a grande variação estimada entre os estudos. Uma das maneiras de se contornar estes efeitos metodológicos é utilizar métodos desenvolvidos especialmente para lidar com diferentes probabilidades de detecção entre espécies, entre sítios e até métodos amostrais, o que poderia render dados mais confiáveis para o estudo da ecologia das espécies e para a elaboração de planos de manejo e/ou conservação. No segundo capítulo, a relação entre diversidade de aves e estrutura da vegetação foi analisada a partir de dados coletados em campo e utilizando um protocolo de amostragem específico para se estimar e considerar os efeitos da vegetação sobre a detecção das espécies. As amostragens foram realizadas em um dos maiores e mais preservados remanescentes de Cerrado (Parque Nacional Grande Sertão Veredas-PARNA GSV) e consistiram do registro das espécies de aves em 32 áreas dispostas em um gradiente de vegetação de Cerrado, que variaram desde campos limpos e sujos, campos cerrado a cerrados sensu stricto. O cálculo da riqueza de espécies de aves em cada sítio foi realizado através de modelos de ocupação-detecção, adaptados para estimar a riqueza de espécies em comunidades. A vegetação, por sua vez, foi medida a partir de estimativas de presença da vegetação entre 0 e 4 m de altura (16 intervalos de 22,5 cm cada um) e duas variáveis de estrutura foram obtidas a partir de uma análise de componentes principais, que foi aplicada para resumir a variação da presença de vegetação nos 16 intervalos de altura. Estas variáveis de vegetação foram relacionadas tanto com a ocupação quanto com a detecção das espécies, já que a estrutura da vegetação poderia influenciar não só a ocorrência mas também a detecção das espécies. O dia da amostragem e também a temperatura no momento da amostragem também foram incluídas como covariáveis que poderiam afetar a detecção. Após a estimativa da riqueza de espécies pelo modelo de ocupação-detecção para comunidades, esta riqueza estimada foi relacionada por uma função quadrática com a estrutura da vegetação usando um modelo bayesiano de metanálise, que permitiu incluir a incerteza nas estimativas de riqueza na análise. A título de comparação, também foi ajustado um modelo quadrático GLM (distribuição de erros normal) aos dados de riqueza observada. Os resultados mostraram que a riqueza estimada a partir dos dados das 38 espécies mais detectadas durante as amostragens teve uma fraca relação com as duas covariáveis de estrutura de vegetação, sendo que houve uma maior riqueza de espécies em sítios com vegetação intermediária em altura e uma maior riqueza de espécies de aves em sítios onde houve maior presença de vegetação abaixo de 2 m de altura. No entanto, as relações entre riqueza estimada e estas covariáveis foi menos intensa mas qualitativamente similar às relações entre a riqueza observada e as covariáveis de vegetação. A menor intensidade nas relações da riqueza estimada foi evidenciada principalmente em ambos os extremos do gradiente de estrutura vertical da vegetação e também nas áreas com menor presença de vegetação abaixo de 2 m. Estes resultados mostraram que o efeito da detecção pode alterar o efeito da relação entre riqueza de espécies e estrutura de vegetação. Além disso, ao menos para as 38 espécies mais comumente encontradas na área de estudo, os resultados apontam para a importância de todo o gradiente de estrutura da vegetação para a manutenção da riqueza de espécies de aves no Cerrado. Futuros estudos que visem aprimorar o uso destes modelos de ocupação e detecção para comunidades são fundamentais para permitir o uso dos dados de todas as espécies da comunidade. Além disto, outros estudos que se proponham a analisar a dinâmica e composição das comunidades de aves nestes gradientes de estrutura de vegetação são fundamentais para um maior conhecimento sobre a ecologia e conservação das aves no Cerrado / In several studies around the globe, the structure and diversity of vegetation have been shown to be a determining factor in the diversity of species of birds and also other groups of animals. The Cerrado is the second most extensive and most threatened biome occurrence in Brazil. This biome is also characterized by an obvious environmental gradient of vegetation structure and heterogeneity. In this thesis we analysed the influence of the structure and diversity of the vegetation on the diversity in the Cerrado bird communities. Our expectation was to support the “Habitat Heterogeneity Hypothesis” which suggests that the higher the structure and diversity of vegetation, the greater the diversity of species. In the first chapter, we conducted a systematic compilation of published studies on the diversity of birds in areas occupied by some typical physiognomy of Cerrado textit lato sensu, in order to analyze the knowledge obtained so far about the relationship between diversity of birds and the structure of the vegetation in the Cerrado. We selected 72 samples from 22 studies, and these samples varied as the sampled vegetation physiognomy, the sampling method used, and they also are available in different articles and be carried out in different geographical regions. We performed the analysis of generalized linear mixed effects models (model poisson distribution errors), which allows us to analyse the effects of fixed and random variables on the explanatory variable (species richness). Fixed variables were the type of sampled vegetation (grassland, savanna and forest) and the sample method employed (fixed point, transect and mist nets). The random variables used were the study where the data were published, the author of each study and geographic location. These random variables could only affect the intercepts of the relationship between fixed and variable explanatory variable or could alter the relationship between fixed and explanatory variables. We built several models from the combination of fixed and random effects variables and selection the most parsimonious model was made by the AIC criterion (Akaike information criterion corrected for small samples). The model that showed lower value of AIC (more parsimonious) was the one that included the effects of both fixed effect variables (physiognomy and sampling method) and also an effect of the interaction between these two variables. In this model were also included the effects of random variables study and geographic location of the intercepts of the relationship between the fixed effect variables and the explanatory variable. These results showed that the bird species richness in our study varied not only in terms of physiognomy and sample method, but depending on the sampling method used the relationship between richness and physiognomy has also changed. Therefore, this interaction does not allowed us to estimate the relationship between physiognomy and richness without considering the effect of the methods. Since the effects of random variables showed that the variation in the estimated intercept between studies was twice larger than the estimated variation between geographic locations. The effect of interaction between the vegetation physiognomy and sampling method variables pointed to the existence of heterogeneity detection between locations with different physiognomies, in addition also of an effect of the physiognomies in the effectiveness of different sampling methods. The influence of the sampling method in the number of species observed in each physiognomy may be expected due to intrinsic differences in the methods, since fixed point counts and transect are based on visual and aural contacts with the species, while the mist net method consists in passive capture of species flying at the time of the networks. Thus, mist nets may be more effective in less structured environments (eg. Clean and dirty fields) where the net reaches virtually all vegetation layers. However, transect method can be more effective than the fixed point method in areas of forests since in these habitats species tend to have smaller territory areas, and the observer movement provides the observer cover greater areas. On the other hand, the point counts can be more advantageous not to produce noise and chase species, which may be a disadvantage of transect method. Other factors, such as experience and number of observers, the number of sampling points, the number of nets used and length of transects, may explain the wide variation between studies estimated. One of the ways to overcome these methodological effects is to use methods developed especially to deal with different probabilities of detection of species, between sites and sampling methods, which could yield more reliable data for the ecological study of the species and the development of management plans and/or conservation. In the second chapter, the relationship between diversity of birds and vegetation structure was analysed from data collected in the field and using a specific sampling protocol to estimate and consider the effects of vegetation on the detection of species. The samples were taken in one of the largest and well preserved remnants of Cerrado (Grande Sertão Veredas National Park-PARNA GSV) and consisted of the record of bird speciesin 32 areas arranged in a Cerrado vegetation gradient, ranging from grasslands, open and dense savannas. The calculation of the bird species richness at each site was conducted using occupancy-detection models adapted to estimate the number of species in communities. The vegetation, in turn, was measured from estimates of the presence of vegetation in height intervals between 0 and 4 m (16 intervals of 22.5 cm each) and two structure variables were obtained from a principal component analysis applied to summarize the variation of the vegetation presence in height intervals. These vegetation variables were related to both the occupation and detection of species, since the vegetation structure could influence not only the occurrence but also the detection of species. The day of sampling and also the temperature at the time of sampling were also included as covariates that may a_ect the detection. After the estimation of species richness by model occupancy detection for communities, this estimated richness was related by a quadratic function with the vegetation structure using a Bayesian meta-analysis model, which allowed us include uncertainty in richness estimates. By way of comparison, we also fit a quadratic model GLM (normal distribution errors) to the observed richness data. The results showed that the richness estimated from the data of the 38 most detected species during sampling had a weak relationship with both covariates vegetation structure, and there was a greater number of species at sites with intermediate vegetation height and greater bird species richness in places where there was a greater presence of vegetation below 2 m in height. However, relations between estimated richness and these covariates was less intense but qualitatively similar to the relationship between observed richness and vegetation covariates. The lowest intensity in the estimated richness relationship was observed mainly at both ends of the vertical gradient of vegetation and also in areas with less presence of vegetation below 2 m. These results showed that the effect of detection can change the effect of the relationship between species richness and vegetation structure. Moreover, at least for the 38 species most commonly found in the study area, the results point to the importance of the entire vegetation structure gradient to maintain the bird species richness in Cerrado. Future studies aiming to improve the use of these models of occupation and detection for communities are essential to allow the use of data of all species in the community. In addition, other studies that propose to analyse the dynamics and composition of bird communities in these vegetation structure gradients are fundamental for a better understanding of the ecology and conservation of Cerrado birds

A extração de produtos florestais é uma estratégia de sustento importante para populações que vivem próximas a remanescentes de florestas tropicais. Entre estes produtos, a carne silvestre é fonte importante de proteína e renda monetária. A sobreçaca, no entanto, pode levar à extinção local de espécies, comprometendo a integridade das florestas tropicais e o sustento de populações humanas. Como consequência, pode também levar à diminuição do valor atribuído às florestas pelos moradores, incentivando a sua conversão a outras formas de uso da terra. Sabe-se que fatores econômicos, como renda monetária e riqueza, são determinantes importantes da caça e do consumo de carne silvestre. Porém, tem sido sugerido que o efeito destes indicadores econômicos dependa do contexto ambiental - em especial, a cobertura florestal, associada à disponibilidade de animais para caça e a distância ao centro urbano, associada ao acesso a outras fontes de renda e proteína - e do contexto cultural, em particular, a região de origem dos moradores. No entanto, estudos prévios não consideraram todos estes fatores simultaneamente. Além disso, pouco ainda se sabe sobre qual o valor atribuído às florestas por populações rurais e sua relação com a caça e o consumo de carne silvestre. Através de questionários estruturados aplicados por meio de entrevista à população rural de uma região extensa e heterogênea na Amazônia oriental, esta tese teve como objetivos investigar: (i) o efeito de fatores ambientais em maior escala como determinantes da caça e do consumo de carne silvestre (Capítulo 1); (ii) a importância relativa e as interações entre fatores em escalas distintas - econômicos, culturais e ambientais - na determinação da caça e do consumo de carne silvestre (Capítulo 2) e; (iii) se a caça e o consumo de carne silvestre, bem como o desmatamento, que pode comprometer esse recurso, estão associados à percepção do valor das florestas (Capítulo 3). No Capítulo 1, os resultados indicam que fatores ambientais são determinantes mais importantes da caça do que do consumo de carne silvestre, que é mais frequente que a caça, sugerindo a relevância do compartilhamento e/ou comércio como formas de obtenção de carne silvestre. Enquanto o consumo de carne de silvestre foi um pouco mais frequente em áreas remotas e mais florestadas, a caça foi mais frequente em áreas mais florestadas, mas também em áreas mais próximas a centros urbanos. Assim, os resultados sugerem que é improvável que a pressão de caça diminua com a crescente migração para áreas urbanas que hoje se observa na Amazônia. O Capítulo 2 traz evidências de que o consumo de carne silvestre, e principalmente a caça, dependem não só do contexto ambiental, mas também do cultural, e que os efeitos de indicadores econômicos dependem de fatores ambientais. A caça e o consumo de carne silvestre foram mais frequentes nas famílias de origem na região Amazônica, entre aqueles que dependem mais de atividades de subsistência, e ambos aumentaram com a renda monetária em áreas próximas a centros urbanos e/ou menos florestadas, mas diminuíram com a renda monetária em áreas remotas e/ou florestadas. Isto sugere que o sucesso de intervenções econômicas que visem tanto à redução da pobreza quanto à conservação da biodiversidade depende do contexto ambiental, e é muito mais provável em áreas mais florestadas e remotas. Os resultados do Capítulo 3 indicam que a quantidade de carne silvestre consumida influencia positivamente a percepção do valor utilitário da floresta, enquanto que a quantidade de florestas remanescentes no entorno influencia positivamente a percepção de seu valor intrínseco. Assim, para além de estratégias que visem o bem-estar humano via incentivos econômicos, há oportunidade para iniciativas que considerem outros aspectos do bem-estar associados aos serviços providos pela floresta - sejam recursos como a carne silvestre ou benefícios culturais e estéticos. Ao mesmo tempo, os resultados apontam o potencial de um perigoso ciclo de desvalorização da floresta, em que o desmatamento leva a diminuição da percepção do seu valor, que, por sua vez, pode agravar o desmatamento, indicando a urgência de investimentos em iniciativas de conservação nas paisagens mais alteradas / The extraction of forest products is an important livelihood strategy for human populations living in and around tropical forest remnants. Among these products, bushmeat is an important source of protein and monetary income. However, overhunting can lead to local species extinction, compromising the integrity of tropical forests and the livelihoods of human populations. As a consequence, it can also lead to a decrease in the value local people attribute to forests, further promoting land conversion. It is well known that economic factors, such as monetary income and asset-wealth, are important drivers of bushmeat hunting and consumption. However, it has been suggested that the effect of economic factors depend on the environmental context - especially forest cover, associated with game availability, and distance to urban centers, associated with alternative sources of protein and income - and on the cultural context, particularly the region of origin of residents. Nevertheless, previous studies did not consider all these factors simultaneously. In addition, little is known about the value attributed to forests by rural populations and its association with bushmeat hunting and consumption. Using questionnaire-based interviews with the rural population of a wide heterogeneous region in eastern Amazonia, this thesis aimed at investigating (i) the effects of large-scale environmental factors as drivers of bushmeat hunting and consumption (Chapter 1); (ii) the relative importance and interactions between factors at different scales - economic, cultural and environmental - in driving bushmeat hunting and consumption (Chapter 2) and; (iii) whether bushmeat hunting and consumption, as well as deforestation, which may compromise this resource, are associated with the perception of forest values (Chapter 3). In Chapter 1, the results indicate that environmental factors are more important drivers of hunting than of bushmeat consumption, which is widespread, suggesting significant bushmeat sharing and/ or trading. While bushmeat consumption was slightly more likely in remote and more forested areas, hunting was more likely in more forested areas but also in areas closer to urban centers. These results suggest that hunting pressure is unlikely to decrease with the increasing migration to urban areas nowadays observed in the Amazon. Chapter 2 brings evidences that bushmeat consumption, and especially hunting, depend not only on the environmental context but also on the cultural context, and that the effects of economic variables depend on environmental factors. Bushmeat hunting and consumption were more likely in households with Amazonian origin, with greater reliance on subsistence activities and both increased with monetary income in less remote and/or less forested areas, but decreased with monetary income in more remote and/or more forested areas. This result suggests that the success of economic interventions aiming at both poverty alleviation and biodiversity conservation depend on the environmental context, and is more likely in more forested and remote areas. The results of Chapter 3 indicate that the amount of consumed bushmeat positively influences the perception of forest instrumental value, while forest cover in the surroundings positively influences the perception of forest intrinsic value. These results suggest that, beyond strategies that aim at human well-being through economic incentives, there is opportunity for initiatives that consider other aspects of well-being associated with services provided by forests - whether resources such as bushmeat or cultural and aesthetic benefits. At the same time, the results suggest the potential for a dangerous reinforcing cycle of forest depreciation, in which deforestation erodes perceptions of forest values, which may in turn facilitate further deforestation, indicating the urgent need to invest in conservation initiatives in more altered landscapes