Florestas tropicais comportam dois terços de todas as espécies existentes no mundo, mas a perda de habitat, fragmentação e alteração na qualidade do habitat estão levando esta biodiversidade à extinção. Apesar de haver uma extensa literatura sobre este assunto, há um consenso geral de que o conhecimento gerado por muitos estudos é dependente do contexto e permeado por dificuldades metodológicas, como a alta correlação entre os fenômenos ocorrentes em paisagens alteradas pela ação humana e a miríade de respostas biológicas encontradas entre espécies. Desta forma, há ainda muita incerteza sobre a generalidade dos padrões observados e sua efetiva aplicação para a conservação de áreas naturais. Assim, nesta tese o objetivo foi de contribuir para esta discussão ao responder as seguintes perguntas: (i) Qual papel que bordas ecossistêmicas e efeitos de borda desenvolvem em comunidades naturais? (ii) A comunidade de aves é afetada pela fragmentação do habitat de maneira semelhante em matas primárias e secundárias? (iii) Seriam os efeitos de área e de borda análogos, e estariam estes associados em uma relação causal? (iv) Como a comunidade de aves se comporta com relação à variação na cobertura florestal, configuração do fragmento e qualidade do habitat, e será possível separar o efeito de cada variável? (v) Diferenças no protocolo amostral poderiam alterar as estimativas de atributos da comunidade e mudar a magnitude dos padrões ecológicos observados assim como a probabilidade de detectá-los? E (vi) qual estratégia é mais eficiente em identificar locais com alta integridade da comunidade, espécies indicadoras ou métricas indicadoras, como métricas da paisagem? Para responder estas perguntas foram usados dados provenientes de mais de 7000 aves capturadas com redes de neblina em 65 pontos amostrais localizados em seis paisagens de diferentes proporções de cobertura florestal e graus de perturbação na Mata Atlântica do Planalto Atlântico Paulista. Os resultados mostram que: (i) bordas estão presentes tanto em habitats naturais quanto alterados pela ação humana e produzem grandes efeitos sobre espécie e comunidades; (ii) apesar de matas secundárias possuírem uma comunidade de aves empobrecida, a forma como as aves são afetadas pela fragmentação nestes habitats é semelhante a matas primárias; (iii) efeitos de borda não são apenas análogos, mas podem ser a causa dos efeitos de área de fragmento; (iv) os efeitos de mudanças na cobertura florestal, configuração do fragmento e qualidade do habitat são altamente correlacionados e só podem ser separados com o uso de técnicas estatísticas que controlem explicitamente esta correlação; (v) a forma como o protocolo de amostragem é estruturado temporalmente afeta os padrões encontrados da relação espécie-área em paisagens fragmentadas; e por fim, (vi) métricas indicadoras, produzem resultados mais fortes e consistentes do que espécies indicadoras na identificação de áreas com alta integridade da comunidade. Assim, conclui-se que as aves de sub-bosque na Mata Atlântica são fortemente afetadas pela perda de habitat, fragmentação e mudanças na qualidade do habitat, mas esta influência é muito dependente do contexto temporal e espacial em que o estudo é realizado. Ainda, devido à baixa consistência dos resultados obtidos com amostras de curta duração, aliado ao grande poder explicativo dos modelos contendo métricas da paisagem, métricas indicadoras devem ser consideradas como a melhor estratégia para a identificação de áreas com alta integridade da comunidade. / Tropical forests hold two thirds of all species in the world, but alterations in habitat cover, fragmentation and quality are driving tropical biodiversity to the brink of extinction. Despite the extended literature on this subject, there is a general agreement that the knowledge gained from many of these studies are context-specific and pervaded by methodological difficulties, such as high inter-correlations among many phenomena in human-altered landscapes and diverse biological responses to landscape change that depend on species traits. Because of these issues, there is great uncertainty about the generality of observed patterns and the effective application of results in the conservation of natural areas. Thus, in this thesis the aim was to bring light to some of these concerns by answering the following questions: (i) What is the role of ecosystem boundaries and edge effects on natural communities? (ii) Do bird communities show similar patterns of responses to habitat fragmentation in secondary forests as those previously reported for primary forest? (iii) Are edge and area effects on bird species functionally similar and even causally associated? (iv) How does a tropical understory bird community respond to the highly inter-correlated variation in forest cover, patch configuration and habitat quality; and is it possible to set these influences apart? (v) Could differences in sampling protocol alter community estimates or change the magnitude of ecological trends and the probability of detecting them? And (vi), which strategy is more efficient in identifying sites with the highest community integrity, indicator species or structural indicators, such as landscape metrics? To address these questions I used data from more than 7000 birds captured using mist nets in 65 sites from six landscapes with different proportions of forest cover and habitat degradation in the Atlantic Forest of Brazil. The results showed that: (i) edges are ubiquitous features of natural and human-altered landscapes and strongly influence most species; (ii) even though the bird community in secondary forests is degraded relative to primary communities, birds from these areas show similar responses to edge and area effects found for primary forests; (iii) edge effects are not only functionally similar, but might also be the main drivers of area effects in fragmented landscapes; (iv) the effects of changes in forest cover, patch configuration and habitat quality are highly confounded and without the use of analyses that explicitly model this correlation it is impossible to pull apart the relative influence of each variable; (v) the way the sampling protocol is designed temporally affects the perceived patterns of how species respond to area effects; and finally, (vi) structural indicators generate stronger and more consistent results than indicator species in predicting changes in community integrity. In conclusion, the results show that understorey birds are highly affected by changes in habitat cover, fragmentation and habitat quality in the Atlantic forest, but this influence is strongly dependent on the temporal and spatial context of the study. Also, because of the low consistency of results obtained from short-surveys, and the large explanatory power of models containing landscape metrics, structural indicators should be viewed as the best strategy for identifying sites with high community integrity.

Thesis (Ph. D.)--Dalhousie University, 1998. / Includes bibliographical references (v. 1, p. 212-234).

Florestas tropicais comportam dois terços de todas as espécies existentes no mundo, mas a perda de habitat, fragmentação e alteração na qualidade do habitat estão levando esta biodiversidade à extinção. Apesar de haver uma extensa literatura sobre este assunto, há um consenso geral de que o conhecimento gerado por muitos estudos é dependente do contexto e permeado por dificuldades metodológicas, como a alta correlação entre os fenômenos ocorrentes em paisagens alteradas pela ação humana e a miríade de respostas biológicas encontradas entre espécies. Desta forma, há ainda muita incerteza sobre a generalidade dos padrões observados e sua efetiva aplicação para a conservação de áreas naturais. Assim, nesta tese o objetivo foi de contribuir para esta discussão ao responder as seguintes perguntas: (i) Qual papel que bordas ecossistêmicas e efeitos de borda desenvolvem em comunidades naturais? (ii) A comunidade de aves é afetada pela fragmentação do habitat de maneira semelhante em matas primárias e secundárias? (iii) Seriam os efeitos de área e de borda análogos, e estariam estes associados em uma relação causal? (iv) Como a comunidade de aves se comporta com relação à variação na cobertura florestal, configuração do fragmento e qualidade do habitat, e será possível separar o efeito de cada variável? (v) Diferenças no protocolo amostral poderiam alterar as estimativas de atributos da comunidade e mudar a magnitude dos padrões ecológicos observados assim como a probabilidade de detectá-los? E (vi) qual estratégia é mais eficiente em identificar locais com alta integridade da comunidade, espécies indicadoras ou métricas indicadoras, como métricas da paisagem? Para responder estas perguntas foram usados dados provenientes de mais de 7000 aves capturadas com redes de neblina em 65 pontos amostrais localizados em seis paisagens de diferentes proporções de cobertura florestal e graus de perturbação na Mata Atlântica do Planalto Atlântico Paulista. Os resultados mostram que: (i) bordas estão presentes tanto em habitats naturais quanto alterados pela ação humana e produzem grandes efeitos sobre espécie e comunidades; (ii) apesar de matas secundárias possuírem uma comunidade de aves empobrecida, a forma como as aves são afetadas pela fragmentação nestes habitats é semelhante a matas primárias; (iii) efeitos de borda não são apenas análogos, mas podem ser a causa dos efeitos de área de fragmento; (iv) os efeitos de mudanças na cobertura florestal, configuração do fragmento e qualidade do habitat são altamente correlacionados e só podem ser separados com o uso de técnicas estatísticas que controlem explicitamente esta correlação; (v) a forma como o protocolo de amostragem é estruturado temporalmente afeta os padrões encontrados da relação espécie-área em paisagens fragmentadas; e por fim, (vi) métricas indicadoras, produzem resultados mais fortes e consistentes do que espécies indicadoras na identificação de áreas com alta integridade da comunidade. Assim, conclui-se que as aves de sub-bosque na Mata Atlântica são fortemente afetadas pela perda de habitat, fragmentação e mudanças na qualidade do habitat, mas esta influência é muito dependente do contexto temporal e espacial em que o estudo é realizado. Ainda, devido à baixa consistência dos resultados obtidos com amostras de curta duração, aliado ao grande poder explicativo dos modelos contendo métricas da paisagem, métricas indicadoras devem ser consideradas como a melhor estratégia para a identificação de áreas com alta integridade da comunidade. / Tropical forests hold two thirds of all species in the world, but alterations in habitat cover, fragmentation and quality are driving tropical biodiversity to the brink of extinction. Despite the extended literature on this subject, there is a general agreement that the knowledge gained from many of these studies are context-specific and pervaded by methodological difficulties, such as high inter-correlations among many phenomena in human-altered landscapes and diverse biological responses to landscape change that depend on species traits. Because of these issues, there is great uncertainty about the generality of observed patterns and the effective application of results in the conservation of natural areas. Thus, in this thesis the aim was to bring light to some of these concerns by answering the following questions: (i) What is the role of ecosystem boundaries and edge effects on natural communities? (ii) Do bird communities show similar patterns of responses to habitat fragmentation in secondary forests as those previously reported for primary forest? (iii) Are edge and area effects on bird species functionally similar and even causally associated? (iv) How does a tropical understory bird community respond to the highly inter-correlated variation in forest cover, patch configuration and habitat quality; and is it possible to set these influences apart? (v) Could differences in sampling protocol alter community estimates or change the magnitude of ecological trends and the probability of detecting them? And (vi), which strategy is more efficient in identifying sites with the highest community integrity, indicator species or structural indicators, such as landscape metrics? To address these questions I used data from more than 7000 birds captured using mist nets in 65 sites from six landscapes with different proportions of forest cover and habitat degradation in the Atlantic Forest of Brazil. The results showed that: (i) edges are ubiquitous features of natural and human-altered landscapes and strongly influence most species; (ii) even though the bird community in secondary forests is degraded relative to primary communities, birds from these areas show similar responses to edge and area effects found for primary forests; (iii) edge effects are not only functionally similar, but might also be the main drivers of area effects in fragmented landscapes; (iv) the effects of changes in forest cover, patch configuration and habitat quality are highly confounded and without the use of analyses that explicitly model this correlation it is impossible to pull apart the relative influence of each variable; (v) the way the sampling protocol is designed temporally affects the perceived patterns of how species respond to area effects; and finally, (vi) structural indicators generate stronger and more consistent results than indicator species in predicting changes in community integrity. In conclusion, the results show that understorey birds are highly affected by changes in habitat cover, fragmentation and habitat quality in the Atlantic forest, but this influence is strongly dependent on the temporal and spatial context of the study. Also, because of the low consistency of results obtained from short-surveys, and the large explanatory power of models containing landscape metrics, structural indicators should be viewed as the best strategy for identifying sites with high community integrity.

A majority of the world’s cities are situated in or near areas of high biodiversity. Rise in global urban population resulting in rapid urban expansions (larger cities) is a threat to urban biodiversity, which has implications for the ecological health and general well being of humans. The study exploits consistent global land use data to compare 102 cities across the globe on a measure of urban biodiversity, within 15 km and 30 km from the approximate centres of the cities. Cities with high population and higher percentage of land use dedicated to artificial infrastructure recorded lower percentage size reserved for natural habitat, and vice versa. Further testing in regression analysis with birds and plants species as response variables shows a relation with urban extent and size of natural habitat which seeks to promote sustaining ecosystems services. Since urban biodiversity has implications for human ecological health, its indicators must be constantly measured and monitored, while adhering to best practices that conserve nature.

Le déclin de la biodiversité lié à l'augmentation des pressions sur les ressources naturelles, fait l'objet d'un large consensus. Cette situation souligne un besoin urgent de développer des outils de diagnostic et de suivi de l'état de la biodiversité qui soient spatialisés, rapides à mettre en œuvre, peu coûteux et qui permettent de réaliser des expertises à l'échelle des territoires. Une des hypothèses centrales en écologie est qu'il existe des relations positives entre l'hétérogénéité spatiale mesurée dans la mosaïque paysagère et la richesse en espèces qui peut y cohabiter à différentes échelles. Dans ce travail, nous nous appuyons sur cette hypothèse pour développer un Indice de Biodiversité Spécifique Potentielle afin de réaliser un diagnostic de l'état de la biodiversité dans la mosaïque paysagère intra-forestière à différentes échelles, en prenant l'exemple du massif du Vercors. Cet indice s'appuie sur des indicateurs et des critères capables de refléter le niveau de biodiversité potentiellement présente dans une zone géographique donnée, et permet d'approfondir les connaissances sur les relations entre la structure des peuplements, les caractéristiques de la mosaïque forestière et la richesse ou la répartition géographique des espèces. Les étapes clés de la méthodologie et de son évaluation sont valorisées sous forme d'articles. La représentation spatiale de la biodiversité potentielle à différentes échelles permet d'envisager de nombreuses applications dans les domaines de la conservation et de la gestion forestière multifonctionnelle. / There is a general consensus that as pressures on natural resources increase, biodiversity is being lost, and the rate of loss is not sustainable. Within the present situation is become a critical need to develop methods and tools for biodiversity monitoring and conservation. In particular, we need spatially-explicit tools and rapid assessment methods that are relatively easy to implement at different scales and at a relatively low cost. One of the basic assumptions in ecology is that there are positive relationships at different spatial scales between landscape heterogeneity and species richness in a given landscape mosaic. In this thesis, we focus on this assumption in order to build a Potential Species Biodiversity Index. Our aim was to assess potential biodiversity within a forest landscape mosaic, considering the Vercors' mountain range as a case study. The index encompasses indirect biodiversity indicators and criteria as a surrogate to biodiversity potential present for a given area. This approach allows a better understanding of the relationships between forests stand structure, forest landscape characteristics and species richness or geographical distribution. The main steps of the method and its evaluation are presented in scientific papers. The analysis of geographical distribution of the index at different spatial scales provides practical applications for conservation planning and multifunctional forest management related fields.