Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-06-05T16:09:54Z No. of bitstreams: 1 2017_RicardoFloresHaidar.pdf: 8729061 bytes, checksum: a3d6e3c0944ee8e550a2bf4105f16e8d (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-06-21T23:15:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_RicardoFloresHaidar.pdf: 8729061 bytes, checksum: a3d6e3c0944ee8e550a2bf4105f16e8d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-21T23:15:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_RicardoFloresHaidar.pdf: 8729061 bytes, checksum: a3d6e3c0944ee8e550a2bf4105f16e8d (MD5) Previous issue date: 2017-06-21 / Existe um acalorado debate sobre as tendências biogeográficas e a diversidade de florestas tropicais sazonalmente secas (FTSS) que ocorrem na região central da diagonal das formações seca Neotropicais, ocupando a matriz de savanas do bioma Cerrado. Influentes estudos consideraram as FTSS do Cerrado como o principal componente de ligação dos maiores núcleos Neotropicais de FTSS, enquanto outros as classificam como extensões de biomas vizinhos ao Cerrado. Outra questão que torna confusa a caracterização das FTSS do Cerrado são as variações nos ciclos de fenologia foliar, especificamente a amplitude da abscisão foliar (deciduidade) que é o principal critério para classificar e mapear as FTSS do Brasil e um potencial indicativo da capacidade fotossintética e da estrutura da vegetação. No primeiro estudo investigamos a diversidade (alfa e beta) e os controles ambientais e espaciais entre 84 remanescentes de FTSS do Cerrado, definindo grupos fitofisionômicos (GF), por meio de análises de agrupamento e ordenação, e determinamos as tendências fitogeográficas, a partir de registros georeferenciados das espécies indicadoras dos GF. Comparamos apenas florestas que ocupam áreas de interflúvio ou encostas secas, sem influência dos corpos hídricos, da área nuclear (core) e marginais (transição com outros biomas) do Cerrado e que localmente são designadas como Mata Seca ou Floresta Estacional Decídua, Semidecídua e Sempre-Verde. Identificamos oito grupos fitofisionômicos definidos pela variação na composição florística-estrutural das espécies arbóreas entre os remanescentes da área nuclear e em faixas de transição e contato do bioma Cerrado com Caatinga, Amazônia e Mata Atlântica. As variáveis ambientais estruturadas no espaço, somados aos efeitos isolados dos filtros ambientais e espaciais contribuíram em 27% com a variação da vegetação. A disponibilidade de nutrientes dos solos foi a variável ambiental que exerceu maior controle na diversidade beta, com o dobro do poder de explicação da precipitação anual média, que foi a segunda variável de maior peso. Três GF possuem espécies indicadoras cujas distribuições são centradas no Brasil Central, enquanto os demais GF apresentam espécies indicadoras concentradas na Mata Atlântica, Caatinga ou Amazônia. Encontramos oito espécies endêmicas que habitam dois GF da área nuclear do Cerrado. Através de curvas de rarefação e extrapolação dos números de Hill determinamos que a riqueza e quantidade de espécies raras são significativamente maiores nas FTSS do contato do Cerrado com o bloco norte da Mata Atlântica. Comunidades com maior dominância ecológica (grande quantidade de indivíduos distribuídos entre poucas populações) concentram-se nos remanescentes da área nuclear do Cerrado e nos contatos com a Caatinga e com o bloco sul da Mata Atlântica, onde detectamos a maior fertilidade dos solos e a menor precipitação anual média entre os sítios amostrados. No segundo estudo verificamos quanto e como ciclos da fenologia foliar dos remanescentes e métricas fenológicas, derivadas de índices remotos de vegetação, representam a variação da diversidade alfa e beta e a estrutura (área basal e densidade) da vegetação arbórea. Através de análises de agrupamento e ordenação baseadas nos ciclos de fenologia foliar, determinamos quatro grupos fenológicos com tendências que variam de decíduas a sempreverde, assim como expressivas diferenças nos ciclos dos remanescentes entre os oito grupos fitofisionômicos anteriormente identificados. As métricas fenológicas podem ser utilizadas para representar parte da variação da diversidade (alfa e beta), assim como da área basal da vegetação arbórea. Os principais controles dos níveis de abscisão foliar dos remanescentes estão associados à precipitação anual média e a disponibilidade de nutrientes dos solos, depois de acomodadas as estruturas espaciais e temporais no componente aleatório do modelo de efeito misto. No entanto, a abscisão foliar das FTSS das áreas de contato do Cerrado com a Mata Atlântica foi relacionada com a diminuição da temperatura média mensal na estação seca, enquanto que nos remanescentes dos demais GF esse evento fenológico foi relacionado com o aumento da temperatura. Os resultados encontrados reforçam os recentes achados sobre a elevada diversidade beta entre remanescentes de FTSS da região Neotropical, mesmo quando refinamos a escala da análise para a parte central da diagonal seca. Determinamos a possibilidade de dividir as FTSS do Cerrado em oito grupos fitofisionômicos geograficamente similares aos distritos biogeográficos do Cerrado sensu stricto. Portanto, são apresentados padrões fitogeográficos adicionais e em escala mais refinada aos conhecidos atualmente, que podem guiar a elaboração e revisão de políticas públicas dirigidas ao conjunto das fitofisionomias do Cerrado. Os consistentes gradientes nos ciclos de fenologia foliar dos remanescentes, associados às variações do meio físico e da diversidade e estrutura da vegetação, indicam o potencial de uso dos índices para refinar mapas da distribuição de FTSS no Cerrado e, ainda, que essa técnica pode ser empregada para determinar os ciclos fenológicos das FTSS em outros núcleos da diagonal seca na região Neotropical. / There is an interesting debate on the biogeographic trends and diversity of Seasonally Dry Tropical Forests (SDTF), located within the limits of the Cerrado biome. Influential studies have classified this forests as the largest remnant patches of the Neotropical SDTF dry diagonal, while other researches have taken them as incursions of neighboring biomes into the Cerrado. Another question that makes the classification of SDTFs in Cerrado confusing is the seasonal variability of leaf abscission (deciduousness), which is the primary criterion to characterize and map the Brazilian SDTFs and to indicate the photosynthetic capacity and vegetation structure. In the first chapter, we estimated the diversity (alpha and beta) and the environmental and spatial controls among 84 remnants of the Cerrado SDTF, setting up phytophysiognomy groups (PG) and their phytogeographic trends. We compared only forests situated on interfluvial or dry slopes, not influenced by water courses, from the core and marginal areas (transition with other biomes) of the Cerrado, which were locally designated as Dry Forests or Seasonally Deciduous and Semi-deciduous or Evergreen Forests. We identified eight phytophysiognomy groups defined by the variation in the structural and floristic composition of tree species along the remnants in the Cerrado’s nuclear area and boundaries with the Caatinga, Amazon and Atlantic Forest. The environmental variables structured in space and the isolated effects of environmental and spatial filters contributed to 27% of the variation on the tree vegetation composition and density. Soil nutrient availability was the strongest predictor of the tree species beta diversity, explaining twice as much as the effect of the mean annual precipitation. Three phytophysiognomy groups had indicator species whose distributions are centered on the Central Brazil, yet in the other groups, the indicator species are distributed across the Atlantic Forest, Caatinga and Amazon. We found eight endemic Cerrado species inhabiting only two groups on the Central Brazil. The species richness and the number of rare species are significantly higher in the boundaries between the Cerrado and the North Atlantic Forest block. Tree communities with higher ecological dominance are located in the Cerrado core area, the boundaries with Caatinga and the South Atlantic Forest block, where we detected the highest soil fertility and the lowest annual mean precipitation. In the second chapter, we analyzed the leaf phenological cycles of the remnants of SDTF derived from vegetation indexes obtained through GIS pipelines. We determined four phenological groups with trends that vary from deciduous to evergreen canopy species, as well as meaningful differences in the cycles of the remnants among the eight phytophysiognomy groups previously identified. The phenological metrics can be used to represent part of the variation of alpha and beta diversity , as well as the basal area, but not the tree relative abundances. The main predictors of the leaf deciduousness in the remnants were mean annual precipitation and soil fertility. However, canopy phenology of SDTFs in the boundary of Cerrado with the Atlantic Forest was related to decrease in mean monthly temperature at the dry season, while in all other groups, it was related to increase in temperature. Our results reinforce recent findings on the high beta diversity across remnants of SDTF in the Neotropical region, even though we limited the analysis to the central part of the “dry diagonal” in the Cerrado biome. Finally, we are elucidating phytogeographic patterns in a more refined scale to guide the elaboration of public policies focused on the conservation of SDTFs in the Cerrado. The consistent gradients within the phenological leaf cycles associated with the variability of the diversity and tree stature, indicate the potential use of vegetation indexes to subsidize better maps showing the SDTF’s distribution in the Cerrado and others remnants across the dry diagonal in the Neotropical region.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Botânica, Programa de Pós-graduação em Botânica, 2014. / Submitted by Patrícia Nunes da Silva (patricia@bce.unb.br) on 2015-12-18T13:50:35Z No. of bitstreams: 1 2014_JulianaSilvestreSilva_Parcial.pdf: 37400751 bytes, checksum: 3dd00dd131a19bc77177c6871280dc30 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2016-01-05T13:38:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_JulianaSilvestreSilva_Parcial.pdf: 37400751 bytes, checksum: 3dd00dd131a19bc77177c6871280dc30 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-05T13:38:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_JulianaSilvestreSilva_Parcial.pdf: 37400751 bytes, checksum: 3dd00dd131a19bc77177c6871280dc30 (MD5) / Em ambientes tropicais as espécies vegetais apresentam padrões fenológicos influenciados por fatores bióticos e abióticos que podem ser estudados a partir de exsicatas depositadas em herbário. A informatização dessas coleções vem tornando os materiais herborizados cada vez mais utilizados, fundamentando estudos com os mais variados objetivos, principalmente em formações vegetais sob alta pressão antrópica, como o Cerrado. Os herbários são grandes bancos de dados que guardam informações geográficas, taxonômicas, ecológicas e fenológicas de espécies variadas e esses registros têm sido uma ferramenta útil para examinar tendências em longo prazo dos eventos fenológicos, principalmente quando relacionadas às mudanças temporais. Nos últimos anos, estudos fenológicos vêm sendo adotados com frequência como forma de prever o comportamento de sistemas biológicos frente às mudanças no clima, visto que entender o que controla a fenologia da vegetação é essencial na tentativa de compreender as possíveis mudanças futuras em relação à mudança de tempo e clima. Sabe-se que mudanças não previstas nos padrões climáticos estão ocorrendo e o aumento da temperatura tem interferido na distribuição geográfica, fisiologia, fenologia e adaptação in situ das espécies, assim como alterado o ciclo hidrológico, causando mudanças nos padrões de precipitação. Um dos objetivos deste trabalho foi desenvolver um índice matemático capaz de prever o comportamento fenológico de espécies vegetais a partir de registros contidos em grandes bancos de dados e como resultado foi incorporado ao programa BRAHMS um algoritmo interno denominado Phenological Predictability Index (PPI), que calcula a probabilidade de ocorrência dos eventos fenológicos em campo, com base em exsicatas, literatura e imagens datadas. Paralelamente, foi realizado o monitoramento quinzenal em campo, no Distrito Federal, de 22 espécies no período entre 2011 e 2013, das quais 11 nunca foram estudadas no Distrito Federal. Foram incluídas nas análises outras sete espécies, previamente estudadas na mesma região, entre os anos de 2000 e 2003. Os estudos de campo permitiram o cálculo da constância do evento fenológico, necessário para se deduzir a contingência, e o poder preditivo do PPI como ferramenta de planejamento de expedições de campo foi testado. Observaram-se quatro padrões fenológicos vegetativos e quatro padrões de antese e produção de botões e frutos. Para os eventos de floração o PPI previu os meses de maior atividade de cerca de 90% das espécies analisadas e para frutificação a previsão do mês-pico ocorreu para pouco menos de 50% delas. O período em que a fenofase tem maior chance de ocorrer foi previsto corretamente para 100% das espécies nos três eventos analisados (botão, flor e fruto). Considerando a existência da variação geográfica na fenologia sugere-se que os registros herborizados usados para o cálculo do PPI estejam dentro da mesma região climática dos locais onde ocorrerá o estudo ou a coleta. O insucesso no uso do índice poderá ocorrer no caso de espécies com fenologia supra-anual ou com baixo valor de PPI, o que indica alta contingência do evento, isto é, plasticidade fenotípica da espécie frente às mudanças locais ou climáticas entre anos. Sabendo da existência dessas mudanças interanuais no clima, diferentes técnicas têm sido utilizadas para estudar as variabilidades climáticas e seus efeitos, além de definir e prever padrões e anomalias. Assim, este trabalho propôs também o uso da morfometria geométrica, mais especificamente a técnica Thin-Plate Spline (TPS), no estudo de variáveis climáticas – em escala local e num período de 50 anos – para que dados climáticos de diversas décadas pudessem ser comparados entre si e os anos climaticamente semelhantes fossem identificados. O uso da morfometria geométrica em estudos voltados à variabilidade climática é inédito e a técnica se mostrou bastante útil ao apresentar a variabilidade anual existente entre os decêndios do ano, mesmo essa variação sendo muito pequena. Foi possível identificar que as variáveis temperatura máxima e precipitação apresentaram maior variação interanual no período chuvoso, enquanto para a variável temperatura mínima a maior variação ocorreu no período seco. Os agrupamentos obtidos apresentaram-se fracos para as três variáveis, no entanto, a análise reconheceu anos com presença de El Niño e La Niña no estudo da precipitação, variável que apresentou a maior variabilidade entre anos. A teoria da probabilidade foi utilizada para explorar o grau de previsibilidade e de oportunismo da floração no Distrito Federal e investigar possíveis relações com características climáticas como temperatura, precipitação e fotoperíodo. Como conclusão, obteve-se o resultado comportamental mais amplo e geral de diferentes e importantes plantas do Cerrado e provou-se que o uso de espécimes coletados em um grande período de tempo – como registros de herbários – é útil no estudo da fenologia vegetal, quando se tem como objetivo definir comportamentos e padrões frente às mudanças ambientais. A identificação da variabilidade climática em pequeno espaço de tempo (p.ex. decêndios do ano), como feito por meio da técnica de Thin-Plate Spline, é de grande importância em estudos de vegetação, assim como a distinção de anos com ocorrência dos fenômenos La Niña e El Niño. Verificou-se que para a obtenção de melhores resultados, a análise da morfometria deve ser restrita a períodos mais curtos de tempo, como a estação chuvosa, quando ocorrem maiores variações climáticas no Distrito Federal, ou nos meses que antecedem a ocorrência dos eventos fenológicos. Poucas espécies parecem independer de algum estímulo ambiental para florescer, a maioria delas parece responder a uma combinação complexa de estímulos como precipitação, temperatura e fotoperíodo, combinados a ritmos endógenos e, para algumas, à passagem do fogo. A utilização do PPI como forma de quantificar a chance que o material de interesse tem de ser encontrado em campo tende a garantir o sucesso das expedições de campo, resultando em aceleração e economia para as pesquisas. / In tropical vegetation, flowering plants have phenological patterns influenced by biotic and environmental factors and that can be studied using herbarium specimens. Herbarium databasing has accelerated the use of such data, providing baseline information for studies with many kinds of different objectives, particularly for regions under pressure from humans, such as the Cerrado. Herbaria are large databases that preserve geographic, taxonomic, ecologic and phenologic information and such records are very useful to study long-term tendencies in phenology. In the last few years, phenological studies have become very popular as a key to predicting how biological systems will respond to climate changes, since understanding what controls plant phenology is essential to try and understand possible future changes in climate and weather. It is becoming clear that unprecedented changes in climatic patterns are underway and that the increase in temperature is interfering in the distribution, physiology, phenology and in situ adaptation of many species, as well as modifying the hydrological cycle, therefore changing rainfall patterns. One of the objectives of this study was to develop a mathematical index capable of predicting the phenological behaviour of plant species based on large databases. As a result, a formula was devised and an algorithm was incorporated into BRAHMS that calculates an index we have called the Phenological Predictability Index (PPI), that calculates the probability of registering a phenological event in the field based on herbarium, literature and dated images. Our study focused on a representative sample of Angiosperm species that are common the Distrito Federal, Brazil. Along with phenological scoring of herbarium data, 22 species were monitored twice a month in the field between 2011 and 2013. Seven species that were studied between 2000 e 2003 also in the Distrito Federal were included in the analyses. Our field study (as well as other published studies) permitted us to calculate average individual constancy of the phenological event so that contingency could be deduced. Results obtained in the field were compared with those predicted by the PPI index. Peak flowering month was congruent with maximum monthly probability for c. 90% of species and peak fruiting month was congruent with maximum monthly probability in 50% of species. Scoring events in the field was 100% successful for visits in peak probability months (buds, flowers and fruit). Considering the existence of geographic variability in phenology, we suggest that the herbarium records used to calculate PPI are within the same climatic region where the study or collecting expedition is planned to occur. Lack of success in PPI prediction of an event may be due to the fact that it is supra-anual (mast species) or event predictability is very low, meaning it is highly plastic, presumably responding to year-to-year climatic variation or to local conditions. A second aim of this study is to improve knowledge of patterns and identify possible anomalies in year-to-year climatic variability. This study used geometric morphometrics, specifically the Thin-Plate Spline (TPS) technique, in the study of decendial climatic variables – minimum temperature, maximum temperature and precipitation – on a local scale and over a time scale of 50 years, thus allowing climatic data for several decades to be compared and putatively climatically similar years to be identified. The use of geometric morphometrics in climate studies is unprecedented and the technique was useful to quantify the decendial climatic variability even when it was small. Precipitation showed the highest variability by far with the highest value found in the second decendium of November. Maximum temperatures showed maximum variability during the wet season and minimum temperatures during the dry season. UPGMA was used to group years using the three variables, but bootstrap values were below 50, suggesting 50 years might be insufficient for pattern formation. However, UPGMA based on precipitation was successful in grouping El Niño and La Niña years. Probability theory was used to explore the degree of flowering predictability and opportunism in the Distrito Federal and investigate possible relationships with climatic variables, such as temperature, precipitation and photoperiod. We conclude that the behaviour of this sample of a diversified and important group of common Cerrado plants studied – as herbarium records – is useful in the study of plant phenology, if the objective is to elucidate behaviour and patterns in response to environmental variables. The identification of climatic variability using short time (such as 10 days), as done using the Thin-Plate Spline technique, is of great importance in vegetation studies, as is the distinction of years with La Niña and El Niño phenomena. For best results, morphometric analyses should be restricted to seasons, such as the rainy season, when major climatic variability occurs in the Distrito Federal, or in the months that preceed the desired phenological events. Few species appear to be independent of environmental stimulus to flower, and many of them may respond to a complex pattern of stimuli such as precipitation, temperature and photoperiod, combined with endogenous rhythms or after burning. Using PPI as a means of quantifying the probability that botanical material has of being found the desired phenological state in the field can enhance success in field expeditions, resulting in faster and more economical research. / In tropical vegetation, flowering plants have phenological patterns influenced by biotic and environmental factors and that can be studied using herbarium specimens. Herbarium databasing has accelerated the use of such data, providing baseline information for studies with many kinds of different objectives, particularly for regions under pressure from humans, such as the Cerrado. Herbaria are large databases that preserve geographic, taxonomic, ecologic and phenologic information and such records are very useful to study long-term tendencies in phenology. In the last few years, phenological studies have become very popular as a key to predicting how biological systems will respond to climate changes, since understanding what controls plant phenology is essential to try and understand possible future changes in climate and weather. It is becoming clear that unprecedented changes in climatic patterns are underway and that the increase in temperature is interfering in the distribution, physiology, phenology and in situ adaptation of many species, as well as modifying the hydrological cycle, therefore changing rainfall patterns. One of the objectives of this study was to develop a mathematical index capable of predicting the phenological behaviour of plant species based on large databases. As a result, a formula was devised and an algorithm was incorporated into BRAHMS that calculates an index we have called the Phenological Predictability Index (PPI), that calculates the probability of registering a phenological event in the field based on herbarium, literature and dated images. Our study focused on a representative sample of Angiosperm species that are common the Distrito Federal, Brazil. Along with phenological scoring of herbarium data, 22 species were monitored twice a month in the field between 2011 and 2013. Seven species that were studied between 2000 e 2003 also in the Distrito Federal were included in the analyses. Our field study (as well as other published studies) permitted us to calculate average individual constancy of the phenological event so that contingency could be deduced. Results obtained in the field were compared with those predicted by the PPI index. Peak flowering month was congruent with maximum monthly probability for c. 90% of species and peak fruiting month was congruent with maximum monthly probability in 50% of species. Scoring events in the field was 100% successful for visits in peak probability months (buds, flowers and fruit). Considering the existence of geographic variability in phenology, we suggest that the herbarium records used to calculate PPI are within the same climatic region where the study or collecting expedition is planned to occur. Lack of success in PPI prediction of an event may be due to the fact that it is supra-anual (mast species) or event predictability is very low, meaning it is highly plastic, presumably responding to year-to-year climatic variation or to local conditions. A second aim of this study is to improve knowledge of patterns and identify possible anomalies in year-to-year climatic variability. This study used geometric morphometrics, specifically the Thin-Plate Spline (TPS) technique, in the study of decendial climatic variables – minimum temperature, maximum temperature and precipitation – on a local scale and over a time scale of 50 years, thus allowing climatic data for several decades to be compared and putatively climatically similar years to be identified. The use of geometric morphometrics in climate studies is unprecedented and the technique was useful to quantify the decendial climatic variability even when it was small. Precipitation showed the highest variability by far with the highest value found in the second decendium of November. Maximum temperatures showed maximum variability during the wet season and minimum temperatures during the dry season. UPGMA was used to group years using the three variables, but bootstrap values were below 50, suggesting 50 years might be insufficient for pattern formation. However, UPGMA based on precipitation was successful in grouping El Niño and La Niña years. Probability theory was used to explore the degree of flowering predictability and opportunism in the Distrito Federal and investigate possible relationships with climatic variables, such as temperature, precipitation and photoperiod. We conclude that the behaviour of this sample of a diversified and important group of common Cerrado plants studied – as herbarium records – is useful in the study of plant phenology, if the objective is to elucidate behaviour and patterns in response to environmental variables. The identification of climatic variability using short time (such as 10 days), as done using the Thin-Plate Spline technique, is of great importance in vegetation studies, as is the distinction of years with La Niña and El Niño phenomena. For best results, morphometric analyses should be restricted to seasons, such as the rainy season, when major climatic variability occurs in the Distrito Federal, or in the months that preceed the desired phenological events. Few species appear to be independent of environmental stimulus to flower, and many of them may respond to a complex pattern of stimuli such as precipitation, temperature and photoperiod, combined with endogenous rhythms or after burning. Using PPI as a means of quantifying the probability that botanical material has of being found the desired phenological state in the field can enhance success in field expeditions, resulting in faster and more economical research.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Ecologia, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-07-14T20:06:14Z No. of bitstreams: 1 2017_CamilaPradoMotta.pdf: 1715280 bytes, checksum: eaca56be6227cdc3e913927eea05cc06 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-07-28T18:35:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_CamilaPradoMotta.pdf: 1715280 bytes, checksum: eaca56be6227cdc3e913927eea05cc06 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-28T18:35:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_CamilaPradoMotta.pdf: 1715280 bytes, checksum: eaca56be6227cdc3e913927eea05cc06 (MD5) Previous issue date: 2017-07-28 / A compreensão da dinâmica populacional de plantas é importante principalmente nos primeiros estágios sucessionais. Nestes estágios algumas espécies podem se tornar dominantes e alterar a trajetória sucessional do ambiente. Os estudos de dinâmica populacional em áreas de restauração podem ajudar a avaliar o sucesso dos projetos, e indicar quais processos demográficos estão afetando a persistência das populações. Neste trabalho, realizamos estudos de dinâmica populacional e análises matriciais de uma gramínea invasora (Urochloa decumbens (Stapf) R.D. Webster) e um arbusto nativo Lepidaploa aurea (Mart. ex DC.) em áreas experimentais de restauração de Cerrado. Apresentamos o capítulo 1 o estudo de dinâmica populacional com L. aurea, considerando uma cronossequência com três idades de estabelecimento desde a semeadura e duas condições de dominância. Neste capítulo também avaliamos como a densidade de indivíduos e riqueza de espécies arbóreas usadas em plantios de restauração variam entre as áreas dominadas por L. aurea e U. decumbens. Amostramos as populações em julho de 2015 e julho de 2016, em área de restauração no Parque Nacional da Chapada dos Veadeiros, GO. Construímos quatro matrizes de transição representando as populações do 4o ano de estabelecimento, 3o ano, 2o em condição de dominância e 2o ano em condição de não-dominância (em áreas dominadas por U. decumbens). Somente a população do 2o ano em condição de dominância apresentou valores de  maiores que um, indicando um aumento populacional. A análise de elasticidade mostrou que proporcionalmente  é mais sensível a mudanças nas taxas vitais dos adultos maiores, em todas as populações, principalmente na mais velha (4o ano). A sobrevivência foi a taxa vital de maior elasticidade, ocorrendo um aumento da importância desta taxa vital conforme aumenta a idade das populações. Entre as populações de mesma idade e condições diferentes de dominância, a fertilidade foi mais importante para a dinâmica populacional da população não-dominante do que para a população dominante. As análises de LTRE indicaram que a redução da sobrevivência dos adultos maiores foi a principal causa das reduções no crescimento populacional observadas com o aumento da idade das populações. A redução da sobrevivência gerou maiores diferenças no crescimento populacional entre o 2º e o 3º ano após a semeadura. A condição de não-dominância gerou redução na sobrevivência dos indivíduos, mas esta foi em parte compensada por aumento na fertilidade. A densidade de indivíduos de 13 espécies arbóreas foi em média 15,1±1,2 e 12,8±0,6 indivíduos/m2 em áreas dominadas por L. aurea e por U. decumbens respectivamente. O índice de Shannon foi de 2,03 e 2,10 para as parcelas dominadas por L. aurea e por U. decumbens, respectivamente. Estes resultados indicam que L. aurea pode ser uma espécie utilizada em projetos de restauração no Cerrado. Devido a características desta espécie, provavelmente suas populações se reduzirão no futuro não sendo mais tão dominantes do que quanto destas populações analisadas nos primeiros anos após a semeadura. Avaliamos, no capítulo 2, a dinâmica populacional de U. decumbens em diferentes condições de dominância (dominante e não-dominante, ou seja, em áreas dominadas por L. aurea). Encontramos que as duas populações apresentaram valores de  menores que um, o que indicaria uma tendência de decréscimo populacional. A análise de elasticidade mostrou que os indivíduos maiores são os mais importantes para a dinâmica populacional da espécie em condição de dominância, e em condição de não-dominância os estágios A2, A3 e A4 são os mais importantes. A sobrevivência foi a taxa vital mais importante para as duas populações. A análise de LTRE evidenciou a influencia das alterações nas taxas vitais dos indivíduos no estágio A3 para o pequeno aumento no valor de  entre a população dominante e não-dominante. Enquanto que as diferenças nas taxas vitais dos indivíduos no estágio A4 contribuíram para redução dos valores de iv  na população não-dominante. A sobrevivência foi a taxa vital que mais contribuiu para o pequeno aumento do valor de  na população não-dominante. Esses resultados demonstram que a competição com o arbusto nativo (L. aurea) teve pouco efeito na dinâmica populacional de U. decumbens. Embora os valores de  encontrados indiquem uma tendência ao decréscimo populacional em condições estáveis, as populações de U. decumbens foram fortemente perturbadas antes do plantio de semeadura, e apresentam valores de  similares a populações de espécies invasoras em estágios inicial e média de invasão. Mesmo que L. aurea tenha algum efeito na dinâmica de U. decumbens, a tendência é que este efeito minimize com o passar do tempo. A alta capacidade de rebrota desta espécie e a rápida recuperação das populações após fortes distúrbios (fogo e aragem) realizados para a semeadura direta indicam que é preciso manejar continuamente a área para o controle de U. decumbens para que sucesso da restauração seja alcançado. / Understanding the population dynamics of plants can be especially important during early successional stages. At these stages, some species may become dominant and change plant community successional trajectory. Population dynamics studies in restoration areas can help to evaluate restoration success, and indicate which demographic process are affecting the persistence of populations. We carried out studies of population dynamics using matrix projection models of an invasive grass (Urochloa decumbens (Stapf) R.D. Webster and a native shrub Lepidaploa aurea (Mart. Ex DC.) in restoration areas in the Cerrado. In chapter 1, we analyzed L. aurea population dynamics considering a chronosequence of three years since direct sowing for restoration purposes, considering two conditions of dominance. We also evaluated density of individuals and richness of tree species sowed for restoration in areas dominated by L. aurea and U. decumbens. We sampled the populations in July 2015 and July 2016, in a restoration area in the Chapada dos Veadeiros National Park, GO. We build four transitions matrix representing the populations during their 4th, 3rd and 2nd year after direct sowing. For this last age of establishment, we also contrasted population dynamics in dominant vs. non-dominance condition (in areas dominated by U. decumbens). Only the population during the 2nd year of establishment in dominant condition presented values of  greater than one, indicating a tendency of population increase. The elasticity analysis showed that  is proportionally more sensitive to changes on vital rates of older adults in all populations, especially in the older one (4th year). Survival was the vital rate of higher elasticity, with an increased importance of this vital rate as the age of the populations increased. Fertility was more important for the population dynamics of the non-dominant population in comparison to the dominant population. LTRE analysis indicated that the reduction of survival rates in older adults was the main cause of reductions in population growth observed with increasing populations age. Survival rates decreases caused major differences in population growth between the 2nd and 3rd year after sowing. The non-dominance condition led to a reduction in the survival of the individuals, but an increase in fertility has partially compensated that effect on population growth rates. The density of individuals from 13 tree species was on average 15.1±1.2 e 12.8±0.6 individuals/m2 in areas dominated by L. aurea and U. decumbens respectively. The Shannon index was 2.03 and 2.10 for the plots dominated by L. aurea and U. decumbens, respectively. These results indicate that L. aurea may be a useful species for restoration projects in the Cerrado. Due to the characteristics of this species, their populations will probably be reduced in the future, being no more dominant than in the populations analyzed in the first years after sowing. In chapter 2, we evaluated U. decumbens population dynamics in two dominance conditions (dominant and non-dominant). We found that the two populations presented  values smaller than one, which would indicate a tendency of population decrease in stable environments. The elasticity analysis showed that the largest individuals are the most important for the population dynamics of this species in dominance condition, and in non-dominance condition the stages A2, A3 and A4 were the most important. Survival was the most important vital rate for both populations. LTRE analysis indicated that changes in the vital rates of individuals in stage A3 most influenced the small increase in  value in non-dominant population compared to the dominant population. While differences in the vital rates of individuals in the A4 stage contributed to a reduction in  values in the non-dominant population. Survival was the vital rate that most contributed to the small increase in  value in the non-population. These results demonstrate that competition with the native shrub (L. aurea) had little vi effects on the population dynamics of U. decumbens. Although the values found indicate a tendency to decrease population in stable conditions, the populations of U. decumbes were strongly disturbed (fire and soil plowing) before sowing. In the studied conditions, this species presented  values similar to the ones described for invasive species populations in the initial and middle stages of invasion. Although L. aurea has some effect on the dynamics of U. decumbens, the tendency is that these effects will decrease over the time. The high sprout capacity of this grass species and the rapid recovery of populations after severe disturbances for direct seeding indicate that is necessary to continuously manage the area for control of U. decumbens in order achieve success in restoration.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Botânica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2018-03-13T20:58:29Z No. of bitstreams: 1 2017_JanaeLyonMillion.pdf: 5262838 bytes, checksum: 9b480723031e71efd22470d42f7353fb (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-03-14T19:54:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_JanaeLyonMillion.pdf: 5262838 bytes, checksum: 9b480723031e71efd22470d42f7353fb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-14T19:54:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_JanaeLyonMillion.pdf: 5262838 bytes, checksum: 9b480723031e71efd22470d42f7353fb (MD5) Previous issue date: 2018-03-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / Este estudo foi desenvolvido com indígenas do tronco Guarani, etnia Kaiowá, do Tekoha Taquara, em Juti, Mato Grosso do Sul (MS). Este grupo foi expulso de sua terra ancestral, estando acampados na área que hoje, é uma propriedade particular, denominada Fazenda Brasília do Sul. Embora haja uma Portaria Declaratória que reconhece a terra indígena Taquara, seus efeitos foram suspensos por liminar. Os Kaiowá do Taquara estão sendo massacrados por esta briga de posse. O presente estudo é uma demanda desta comunidade e tem a pretensão de legitimar, mais uma vez, que aquela área é a terra ancestral deste povo. Para tanto, foi feito o levantamento das espécies de uso medicinal e a comparação com dados de literatura e de herbários. Os dados foram coletados através de turnês guiadas. Dois indígenas biólogos auxiliaram como interlocutores, facilitando a interação com sete informantes. As informações coletadas incluem o nome em Guarani, a tradução, o nome popular em português, os usos e partes das plantas usadas. Os informantes do Taquara apontaram 106 espécies de uso medicinal das quais, 90 foram identificadas até espécie. Esta lista apresentada é a maior em número de espécies entre os artigos que envolveram comunidades indígenas e a terceira maior lista para o MS. As famílias mais ricas foram Asteraceae (9 espécies) e Fabaceae (8 espécies). Os usos foram padronizados pela Classificação Internacional de Doenças (ICD) da Organização Mundial de Saúde (OMS). Os usos das plantas de Taquara abrangeram o maior número de categorias, tendo o sistema genito-urinário como a categoria com a maior citação. Há espécies na área do Tekoha Taquara que estão na lista de ameaçadas e outras, que não ocorrem mais na área. Plantas que aparecem na cosmologia deste grupo, foram coletadas, revelando conhecimento antigo da vegetação. Essa informação foi comparado com a de sete estudos e com a de dados armazenados em herbário. Foi gerada uma matriz de similaridade com base no índice de Sorensen. A compilação dos dados de literatura com herbário traz uma lista inédita de 628 espécies de plantas medicinais para o MS. Taquara se destaca com 61,1% de espécies exclusivas. A comparação da homogeneidade dos usos foi feita pelo Fator de Consenso dos Informantes (FIC), tratando-se como informante cada artigo, que ilustrou pouca consistência de usos entre os grupo no estado. Este estudo é o primeiro a relatar a mistura de espécies para o tratamento de doenças. A aglomeração dos resultados demonstra a singularidade, especifidade e antiguidade do conhecimento associado às plantas dos Kaiowá de Taquara. Isso sugere que seu conhecimento é o resultado de anos de co-evolução com a flora local deste território, afirmando que de fato, Taquara é a terra ancestral dos Kaiowá. / This study took place with indigenous people of Kaiowá ethnicity of the Guarani linguistic trunk from the Tekoha Taquara, in the municipal Juti, in the state of Mato Grosso do Sul (MS). This group has been expulsed from their ancestral territory. Wishing to remain on their land, the Kaiowá of Taquara camp on what is today considered the private property of Fazenda Brasília do Sul. Though the declaratory decree that recognizes Taquara as an indigenous territory was released in 2010, its effects have been suspended since its release. The Kaiowá of Taquara are being massacred by the omission of land demarcation. This study will demonstrate that this area is the ancestral land of this people, through the lens of traditional knowledge associated with local flora. To this end, species with medicinal uses were surveyed. The data was collected via guided tours. Two indigenous biologists assisted as interlocutors who facilitated interaction with seven indigenous informants. The information collected includes Guarani name of plants, the formal 7 translation, the popular name in Portuguese, and the related use and parts used of each plant. The Taquara informants revealed 106 medicinal species, of which 90 were identified to the specific level. In terms of number of species, this is the largest list of any known study realized with indigenous communities in the state, and the third largest list for the state of MS. The families with most commonly represented species were Asteraceae (9 species) and Fabaceae (8 species). The related uses were standardized according to the International Classification of Disease (ICD) of the World Health Organization (WHO). The uses of Taquara’s plants reached the largest number of categories, with the genito-urinary system having the most citations. Endangered species were found in Taquara, and information about others that no longer occur in the area was communicated by the informants and tracked in the study. Plants that appear in the cosmology of this indigenous group were cited, revealing ancient knowledge of the vegetation. Data collected was compared with seven ethnobotanical articles registered in MS and with other herbarium data within the state, from which a similarity matrix was generated. Compiling literature and herbarium data produced a list of 628 medicinal plants for the state of MS. Taquara stands out, with 61,1% of the species cited in no other study. Informant Consensus Factor (FIC) was used to compare the homogeneity of the plant uses across the state, treating each article as a citation an informant, which illustrated little consistency of plant uses throughout groups. The present study is the first to report the combination of different species in the treatment of illnesses. The amalgamation of results demonstrates the uniqueness, specificity and antiquity of the plant knowledge of the Kaiowá of Taquara. This suggests that their knowledge is the result of years of co-evolution of the local flora of this territory, indeed affirming Taquara as the ancestral land of the Kaiowá.