Tendências atuais em restauração evidenciam a importância de propiciar o retorno das funções ecossistêmicas e ecológicas. Porém muitas áreas possuem baixo potencial para reestabelecimento de processos ecológicos devido à perda da resiliência, o que faz da restauração ecológica um processo desafiador. Para o sucesso das atividades propostas, é essencial que no decorrer do projeto os sistemas sejam capazes de retomar sua trajetória sucessional e dinâmica temporal, sem necessidade de futuras intervenções humanas. O objetivo desta tese foi avaliar os processos iniciais de restauração ecológica em áreas degradadas por mineração de carvão, através da análise de trajetórias sucessionais envolvendo: (1) taxas de crescimento e mortalidade de mudas nativas introduzidas e sua relação com atributos funcionais de plantas; (2) chuva de sementes associada, ou não, ao uso de poleiros artificiais e sua relação com regenerantes de espécies lenhosas; e (3) regeneração natural e sua relação com fatores abióticos e bióticos. Mudas de espécies nativas introduzidas sob condições limitantes (devido ao alto nível de impacto) apresentaram diferentes performances e relações com atributos, por vezes distintas do esperado para espécies sob condições naturais. A limitação de sementes nas áreas em restauração pode ser, potencialmente, reduzida pelo uso de poleiros artificiais, aumentando especialmente sementes de espécies não-pioneiras e zoocóricas. No entanto, não foi verificada relação entre a chuva de sementes e a taxa de recrutamento. Fatores abióticos, relacionados à composição química do solo, e fatores bióticos, como a presença de gramíneas exóticas, foram as variáveis com maior influência negativa sobre a regeneração natural. Este estudo evidencia a possibilidade do retornar do processo de sucessão natural em áreas de mata ciliar que foram profundamente alteradas por mineração de carvão, em um tempo relativamente curto. Entretanto, recomendamos o uso de objetivos realísticos e intermediários, bem como monitoramentos detalhados nas fases iniciais. / In current projects of ecological restoration, the return of ecosystem functions and natural processes is an important aim. However, many areas have lost their resilience due the high damage they have been submitted to, and this makes the ecological restoration a challenging process. For the success of the proposed activities, it is essential that during the project, the ecosystem can return to its successional trajectory without necessity of strong human intervention in the future. The goal of this thesis was to evaluate the initial processes of ecological restoration in areas severally degraded by coal mining, through analyses of successional trajectories regarding: (1) growth and mortality rates of planted samplings and their relationship to functional traits; (2) seed rain, associated or not, to perches and its relationship to natural regeneration of woody species; and (3) natural regeneration of woody species and its relationship to abiotic and biotic variables. Planted saplings under limited conditions (due the high impact of mining) showed to have distinct performance and trait relationships, somewhat different to the expected for species under natural conditions. The study indicates that the limitation of seeds in areas under ecological restoration can be reduced by the use of perches, increasing especially the number of seeds of non-pioneer and zoocoric species. Nevertheless, we did not found a relation between seed rain and recruitment rate. Soil chemistry (abiotic variable) and the cover of exotic grasses (biotic variable) were the variables with the strongest negative impact on natural regeneration. We conclude that it is possible to return to successional processes in areas of riparian forest severely damaged by coal mining activities in a relatively short time, but recommend the use of realistic, intermediate restoration goals and detailed monitoring in early restoration phases.

Tendências atuais em restauração evidenciam a importância de propiciar o retorno das funções ecossistêmicas e ecológicas. Porém muitas áreas possuem baixo potencial para reestabelecimento de processos ecológicos devido à perda da resiliência, o que faz da restauração ecológica um processo desafiador. Para o sucesso das atividades propostas, é essencial que no decorrer do projeto os sistemas sejam capazes de retomar sua trajetória sucessional e dinâmica temporal, sem necessidade de futuras intervenções humanas. O objetivo desta tese foi avaliar os processos iniciais de restauração ecológica em áreas degradadas por mineração de carvão, através da análise de trajetórias sucessionais envolvendo: (1) taxas de crescimento e mortalidade de mudas nativas introduzidas e sua relação com atributos funcionais de plantas; (2) chuva de sementes associada, ou não, ao uso de poleiros artificiais e sua relação com regenerantes de espécies lenhosas; e (3) regeneração natural e sua relação com fatores abióticos e bióticos. Mudas de espécies nativas introduzidas sob condições limitantes (devido ao alto nível de impacto) apresentaram diferentes performances e relações com atributos, por vezes distintas do esperado para espécies sob condições naturais. A limitação de sementes nas áreas em restauração pode ser, potencialmente, reduzida pelo uso de poleiros artificiais, aumentando especialmente sementes de espécies não-pioneiras e zoocóricas. No entanto, não foi verificada relação entre a chuva de sementes e a taxa de recrutamento. Fatores abióticos, relacionados à composição química do solo, e fatores bióticos, como a presença de gramíneas exóticas, foram as variáveis com maior influência negativa sobre a regeneração natural. Este estudo evidencia a possibilidade do retornar do processo de sucessão natural em áreas de mata ciliar que foram profundamente alteradas por mineração de carvão, em um tempo relativamente curto. Entretanto, recomendamos o uso de objetivos realísticos e intermediários, bem como monitoramentos detalhados nas fases iniciais. / In current projects of ecological restoration, the return of ecosystem functions and natural processes is an important aim. However, many areas have lost their resilience due the high damage they have been submitted to, and this makes the ecological restoration a challenging process. For the success of the proposed activities, it is essential that during the project, the ecosystem can return to its successional trajectory without necessity of strong human intervention in the future. The goal of this thesis was to evaluate the initial processes of ecological restoration in areas severally degraded by coal mining, through analyses of successional trajectories regarding: (1) growth and mortality rates of planted samplings and their relationship to functional traits; (2) seed rain, associated or not, to perches and its relationship to natural regeneration of woody species; and (3) natural regeneration of woody species and its relationship to abiotic and biotic variables. Planted saplings under limited conditions (due the high impact of mining) showed to have distinct performance and trait relationships, somewhat different to the expected for species under natural conditions. The study indicates that the limitation of seeds in areas under ecological restoration can be reduced by the use of perches, increasing especially the number of seeds of non-pioneer and zoocoric species. Nevertheless, we did not found a relation between seed rain and recruitment rate. Soil chemistry (abiotic variable) and the cover of exotic grasses (biotic variable) were the variables with the strongest negative impact on natural regeneration. We conclude that it is possible to return to successional processes in areas of riparian forest severely damaged by coal mining activities in a relatively short time, but recommend the use of realistic, intermediate restoration goals and detailed monitoring in early restoration phases.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-08-13Bitstream added on 2014-06-13T19:28:52Z : No. of bitstreams: 1 bueno_rs_me_rcla.pdf: 1185373 bytes, checksum: a1a01711e7528314a079b69aa146743e (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Grandes mamíferos exercem um considerável impacto no recrutamento de plantas nas florestas tropicais. A anta (Tapirus terrestris) e o muriqui (Brachyteles arachnoides), ambos ameaçados de extinção, são os maiores frugívoros terrestre e arborícola da Floresta Atlântica Brasileira e pouco estudados em termos de efetividade na dispersão de sementes. Nós comparamos aspectos quantitativos e qualitativos da dispersão de sementes por estas espécies uma Floresta Atlântica contínua no sudeste do Brasil. Muriquis dispersaram pelo menos 28 espécies de plantas, com média de 23,3 sementes por defecação, enquanto as antas dispersaram somente 6 espécies, porém com média de 72,5 sementes por defecação. Apenas uma espécie (Euterpe edulis) dispersa pela anta não foi encontrada nas defecações dos muriquis. Muriquis podem dispersar sementes de 2,2 a 23,4 mm de largura, enquanto as antas podem dispersar de 2,9 a 30 mm. Antas depositam as sementes de forma agregada em cada defecação ou latrinas, enquanto os muriquis as espalham pela sua área de vida. Um único muriqui dispersa no mínimo 918 sementes ≥ 2 mm por mês enquanto uma única anta na mesma área dispersa no mínimo 140 sementes ≥ 2 mm por mês. Em cerca de 1000 ha, um indivíduo de muriqui podem dispersar mais de 11.000 sementes ≥ 2mm/ano e um indivíduo de anta cerca de 1.680 sementes ≥ 2mm/ano. Ambos animais são fundamentais e complementares para a dispersão de sementes da Mata Atlântica. Se por um lado o muriqui dispersa mais espécies, a anta dispersa sementes muito grandes. Apesar dos muriquis dispersarem pelos menos 13 vezes mais sementes e produzirem uma chuva de sementes mais intensa que as antas, essas são capazes de dispersar sementes em locais que os muriquis não visitam, como áreas abertas e florestas degradadas, além de dispersam as semente a maiores distâncias. A extinção desses megafrugívoros... / Large bodied mammals may pose a great impact on plant recruitment in tropical forests. The tapir (Tapirus terrestris) and the muriqui (Brachyteles arachnoides), both threatened by extinction, are the largest frugivores in the Brazilian Atlantic forests and are poorly studied in terms of seed dispersal effectiveness. We compared quantitative and qualitative aspects of seed dispersal by these species in a continuous Atlantic forest in southeastern Brazil. Muriquis was observed to disperse at least 28 fruit species, with mean of 23,3 seeds per feces while tapirs dispersed only six species but with mean of 72,5 seeds per feces. Only one species (Euterpe edulis) dispersed by tapirs was not found in muriqui’s feces. Muriquis can disperse seeds from 2.2 to 23.4 mm wide, while tapirs from 2.9 to 29.4 mm. Tapirs deposit the dispersed seeds aggregated in single feces or in latrines, while muriquis scatter them around their home range. A single muriqui can disperse at least 918 seeds >2mm/month while a single tapirs in the same area occupied by muriquis can disperse 140 seeds >2mm/month. Therefore, in 1000ha about 11.000 seeds >2mm/year are dispersed by the muriquis and tapirs dispersed about 1.680 seeds >2mm/year. Both animals are complementary to the seed dispersal cycle in the Atlantic Forest. If in one hand muriquis disperse more species, tapirs disperse very large seeds. Despite muriquis disperse at least 13 times more seeds and produce a more intense seed rain, tapirs are able to disperse seeds in places not visited by the muriquis, as open areas, degraded forests, and disperse seeds farther than muriquis. The extinction of these megafrugivores can negatively affect the recruitment of several species of plants, specially those with large seeds occurring in the Atlantic Forest (like Sapotaceae and Chrysobalanaceae) that have muriquis and tapirs as the last seed dispersers

Submitted by Carolina Da Silva Carvalho null (carolina.carvalho@ymail.com) on 2018-02-25T21:02:23Z No. of bitstreams: 1 TeseFinal.pdf: 11213352 bytes, checksum: 63b3cd3c8d082350108c9ef5c450b692 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Santulo Custódio de Medeiros null (asantulo@rc.unesp.br) on 2018-02-26T13:02:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 carvalho_cs_dr_rcla.pdf: 11194058 bytes, checksum: e8104ff2146dfe61c44613af290f151d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-26T13:02:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 carvalho_cs_dr_rcla.pdf: 11194058 bytes, checksum: e8104ff2146dfe61c44613af290f151d (MD5) Previous issue date: 2018-01-12 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A dispersão é o primeiro estágio que dá início ao recrutamento das plantas, portanto, é crucial para a regeneração, distribuição espacial, colonização de novos ambientes e conectividade de fragmentos florestais, sendo crítico para a viabilidade a longo prazo das populações. No entanto, as atividades humanas vêm gerando pressões que alteram os processos de recrutamento de novos indivíduos. Por exemplo, vários estudos têm mostrado que a extinção de grandes frugívoros pode prejudicar os serviços de dispersão de sementes porque os vertebrados de médio e pequeno porte geralmente (i) mobilizam uma fração reduzida dos frutos produzidos por visita; (ii) não ingerem sementes grandes, portanto, apenas as de tamanho médio e pequeno são dispersadas; e (iii) não conseguem alcançar áreas distantes, o que reduz a conectividade no nível da paisagem. No entanto, nós ainda não sabemos se a defaunação também afeta a distribuição espacial das progênies maternas na chuva de sementes, o que pode comprometer o recrutamento local das plantas. Além disso, os efeitos da defaunação sobre os processos microevolutivos de plantas ainda são pouco estudados. Nós descrevemos a distribuição espacial das progênies maternas na chuva de sementes de uma palmeira tropical (Euterpe edulis) gerada por aves ao longo de paisagens fragmentadas e defaunadas. Além disso, testamos se a perda dos grandes dispersores de sementes pode levar a alterações microevolutivas desta palmeira tropical. No final avaliamos o potencial de recuperação fenotípica desta palmeira que apresenta redução do tamanho da semente devido à defaunação de grandes frugívoros. Nossos estudos mostraram que os frugívoros de médio e grande porte oferecem serviços complementares. Aves frugívoras de tamanho médio podem manter os serviços de dispersão de sementes, contribuindo com a manutenção da alta diversidade genética local. No entanto, a perda dos grandes frugívoros afeta a qualidade do serviço de dispersão de sementes, principalmente a dispersão a longa distância e a manutenção do tamanho de semente. Além disso, nossos resultados mostraram que a defaunação dos grandes dispersores de sementes leva a alterações microevolutivas nas populações de E. edulis. Portanto, a perda de grandes dispersores de sementes não está apenas levando a alterações fenotípicas, mas também genotípicas, com efeitos desconhecidos para a persistência a longo prazo de populações de plantas. Finalmente, para recuperar alterações fenotípicas é necessário restaurar os processos de dispersão de sementes por grandes frugívoros. A restauração dos processos de dispersão de sementes por grandes frugívoros beneficiará várias espécies dispersas por aves e pode ser crucial para enfrentar cenários de mudança global. / Seed dispersal is the first template upon which plant recruitment takes place, and it is crucial to regeneration, spatial distribution, colonization of new environments, and connectivity of forest fragments, being critical for the long-term viability of populations. Human impacts, however, impose pressures that alter recruitment. For example, the extinction of large seed dispersers may impair seed dispersal services if extant medium- to small-bodied vertebrates only provide suboptimal dispersal services because: (i) they often mobilize a reduced fraction of propagules per visit; (ii) they do not ingest large-sized seeds, and therefore, only mediumto small-sized seeds get dispersed; and (iii) they fail to reach distant sites, which reduces connectivity at the landscape level. Yet, we still do not know if defaunation also leads to dispersal limitation by changing the spatial distribution of maternal progenies in the seed rain, which might imperil local plant recruitment. Moreover, the lasting effects of frugivore defaunation on microevolutionary processes of plants they disperse remain understudied. Here, we characterized the spatial distribution of the maternal progenies in a bird-generated seed rain of a tropical palm (Euterpe edulis) that produces medium-sized seeds. Moreover, we tested if the loss of large seed dispersers can lead to microevolutionary changes of this tropical palm. Finally, we evaluate the potential of phenotypic rescue of this bird-dispersed palm that present seed size reduction due to defaunation of large frugivores. Overall, our study highlights that medium- and large-sized frugivores provide complementary services. We found that extant medium-sized frugivorous birds can maintain the seed dispersal services in plants of medium-sized seeds, contributing the maintenance of high local genetic diversity. Nevertheless, the loss of large-sized seed dispersers impacted the quality of seed dispersal service, mainly in terms of long distance dispersal and maintenance of large seed sizes. Moreover, our results indicate that the defaunation of large seed dispersers has a distinct signal on large-scale genetic variability, potentially arising from microevolutionary changes in the palm populations. Therefore, the lack of seed dispersers leads to both phenotypic and genetic changes, with unknown effects on the long-term persistence of plant species and entire communities. Finally, to rescue large seeds in palm populations it is necessary to restore the seed dispersal processes by large frugivores. The most effective strategy to restore seed size variation is to rewild defaunated forests with large frugivores, either by connecting remnants to faunated areas or by frugivores' reintroduction. The restoration of the seed dispersal processes by large frugivores will benefit several bird-dispersed species and may be crucial to face ongoing global change scenarios. / FAPESP 2014/01029-5 / FAPESP 2016/22843-8 / CNPq 401258/2012-2 / CNPq 445353/2014-7

Tendências atuais em restauração evidenciam a importância de propiciar o retorno das funções ecossistêmicas e ecológicas. Porém muitas áreas possuem baixo potencial para reestabelecimento de processos ecológicos devido à perda da resiliência, o que faz da restauração ecológica um processo desafiador. Para o sucesso das atividades propostas, é essencial que no decorrer do projeto os sistemas sejam capazes de retomar sua trajetória sucessional e dinâmica temporal, sem necessidade de futuras intervenções humanas. O objetivo desta tese foi avaliar os processos iniciais de restauração ecológica em áreas degradadas por mineração de carvão, através da análise de trajetórias sucessionais envolvendo: (1) taxas de crescimento e mortalidade de mudas nativas introduzidas e sua relação com atributos funcionais de plantas; (2) chuva de sementes associada, ou não, ao uso de poleiros artificiais e sua relação com regenerantes de espécies lenhosas; e (3) regeneração natural e sua relação com fatores abióticos e bióticos. Mudas de espécies nativas introduzidas sob condições limitantes (devido ao alto nível de impacto) apresentaram diferentes performances e relações com atributos, por vezes distintas do esperado para espécies sob condições naturais. A limitação de sementes nas áreas em restauração pode ser, potencialmente, reduzida pelo uso de poleiros artificiais, aumentando especialmente sementes de espécies não-pioneiras e zoocóricas. No entanto, não foi verificada relação entre a chuva de sementes e a taxa de recrutamento. Fatores abióticos, relacionados à composição química do solo, e fatores bióticos, como a presença de gramíneas exóticas, foram as variáveis com maior influência negativa sobre a regeneração natural. Este estudo evidencia a possibilidade do retornar do processo de sucessão natural em áreas de mata ciliar que foram profundamente alteradas por mineração de carvão, em um tempo relativamente curto. Entretanto, recomendamos o uso de objetivos realísticos e intermediários, bem como monitoramentos detalhados nas fases iniciais. / In current projects of ecological restoration, the return of ecosystem functions and natural processes is an important aim. However, many areas have lost their resilience due the high damage they have been submitted to, and this makes the ecological restoration a challenging process. For the success of the proposed activities, it is essential that during the project, the ecosystem can return to its successional trajectory without necessity of strong human intervention in the future. The goal of this thesis was to evaluate the initial processes of ecological restoration in areas severally degraded by coal mining, through analyses of successional trajectories regarding: (1) growth and mortality rates of planted samplings and their relationship to functional traits; (2) seed rain, associated or not, to perches and its relationship to natural regeneration of woody species; and (3) natural regeneration of woody species and its relationship to abiotic and biotic variables. Planted saplings under limited conditions (due the high impact of mining) showed to have distinct performance and trait relationships, somewhat different to the expected for species under natural conditions. The study indicates that the limitation of seeds in areas under ecological restoration can be reduced by the use of perches, increasing especially the number of seeds of non-pioneer and zoocoric species. Nevertheless, we did not found a relation between seed rain and recruitment rate. Soil chemistry (abiotic variable) and the cover of exotic grasses (biotic variable) were the variables with the strongest negative impact on natural regeneration. We conclude that it is possible to return to successional processes in areas of riparian forest severely damaged by coal mining activities in a relatively short time, but recommend the use of realistic, intermediate restoration goals and detailed monitoring in early restoration phases.

Orientador: Wesley Rodrigues Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T19:16:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zaniratto_CristianePatricia_M.pdf: 6906690 bytes, checksum: 61183ae4c09cd06d8858d6ee6aa85be7 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A degradação em florestas tropicais afeta as relações mutualísticas entre plantas e frugívoros, o que é refletido na chuva de sementes. Devido ao comportamento alimentar e à alta capacidade de deslocamento, aves e morcegos frugívoros são importantes agentes no processo de restauração, pois transportam propágulos de fontes bem preservadas para áreas impactadas. Este trabalho avaliou a chuva de sementes zoocóricas em um mosaico fisionômico de restauração de Mata Atlântica no estado de São Paulo, considerando a contribuição de aves e morcegos, bem como a influência de fatores ambientais sobre a chuva de sementes. As sementes foram analisadas quanto ao sistema de dispersão (ornitocóricas e quiropterocóricas), grupo sucessional (pioneiras e não pioneiras) e origem (espécies do plantio e colonizadoras). Também foi comparada a chuva de sementes entre áreas com diferentes fisionomias. A estação chuvosa apresentou maior abundância e riqueza de propágulos, indicando uma maior disponibilidade de recursos para a fauna durante esse período. As variáveis ambientais não explicaram a abundância total de sementes, a abundância de sementes quiropterocóricas e a abundância de sementes pioneiras. Esses resultados foram influenciados por algumas espécies amplamente coletadas em todos os pontos de amostragem, o que dificultou a formação de um padrão. A abundância de sementes ornitocóricas foi explicada por uma relação positiva com a densidade de plantas zoocóricas, sugerindo que essas espécies constitui um fator de atração importante para a avifauna. A abundância de sementes não pioneiras foi relacionada negativamente à abertura de dossel e positivamente à densidade de sub-bosque. A riqueza total e a riqueza de sementes ornitocóricas relacionaram-se negativamente à abertura de dossel. As riquezas de sementes quiropterocóricas, pioneiras e não pioneiras foram relacionadas negativamente à abertura de dossel e positivamente à densidade de sub-bosque. As fisionomias em estágio avançado de regeneração apresentaram maior riqueza na chuva de sementes, embora a abundância não tenha diferido entre as áreas. Tais resultados sugerem que a complexidade estrutural do ambiente um é um fator importante para a chuva de sementes, atraindo mais dispersores. Registrou-se maior abundância e riqueza de espécies ornitocóricas, o que mostra que a avifauna contribui mais para a recuperação da área. As espécies pioneiras também foram mais abundantes e mais ricas. A baixa dispersão de sementes não pioneiras é preocupante, pois indica que dispersores de médio e grande porte não frequentam a maior parte da área de estudo, atrasando o processo de regeneração natural. As espécies colonizadoras apresentaram maior riqueza, embora não tenha havido diferença entre a abundância de espécies colonizadoras e do plantio. Esse resultado mostra que, ao longo dos anos, houve um fluxo de sementes de áreas fontes para as áreas em processo de regeneração. A análise da chuva de sementes na área de estudo permite concluir que a regeneração está ocorrendo espontaneamente, pois o transporte de diásporos existe em todo o mosaico de restauração, entretanto, a maior riqueza e abundância de espécies pioneiras mostram a necessidade de ações de manejo para acelerar a colonização por frugívoros de médio e grande porte, incrementando a chuva de sementes local / Abstract: The degradation of tropical forests affects the mutualistic interaction between plants and frugivores, with reflexes in seed rain. Due to their feeding behavior and high capacity of displacement, birds and bats are important agents in restoration process, because they carry the seeds from well-preserved sources to degraded ones. This work evaluated the zoochorous seed rain in a restoration physiognomic mosaic of Atlantic Forest in São Paulo state, considering the birds and bats contribution, as well the influence of environmental factors on the seed rain. Seeds were analyzed according to their dispersal system (dispersed by birds or bats), successional group (pioneer and non-pioneer) and origin (planted and colonizing species). The seed rain between physiognomies is also compared. The abundance and richness of seeds were higher in the rainy season, which points to a high resource availability to fauna in this period. The environmental variables did not explain the overall abundance, the abundance of chiropterochorous seeds and the abundance of pioneer seeds. These results were influenced by some species largely collected in all sampling points, which made difficult a pattern. The abundance of ornitochorous seeds was explained by density of zoochorous plants, suggesting that these species are an important attraction factor for birds. The abundance of non-pioneer seeds was negatively related to canopy opening and positively related to understory density. The overall richness and the richness of ornitochorous seeds were negatively related to canopy opening. The richness of chiropterochorous, pioneer and non-pioneer seeds were negatively related to canopy opening and positively related to understory density. The physiognomies under advanced regeneration stages had higher seed richness, although the abundance did not differ between areas. These results show that the structural complexity of environment is an important factor to seed rain, by attracting more dispersers. There was a higher abundance and richness of ornitochorous seeds, which shows that birds contributed more to forest recovery. Pioneer species are also more abundant and richer. The low dispersion of non-pioneer seeds is worrying, once suggests that medium and big size dispersers don¿t occur in the most of the study area, delaying the natural restoration process. Colonizing species were richer, although the abundance between colonizing and planted seeds species did not differ. It shows that there was a seed flow from source areas to restored ones over the years. The seed rain analysis allows the conclusion that restoration is occurring spontaneously in the studied area, since transportation of seeds are occurring across all the restoration mosaic. However, the high richness and abundance of pioneer species points to the necessity of management actions in order to accelerate the colonization by medium and large size frugivorous, improving the local seed rain / Mestrado / Ecologia / Mestra em Ecologia

Esta dissertação teve como objetivo analisar a dinâmica de regeneração natural de três formações florestais de restinga (uma Floresta de Restinga Alta Seca - RAS; uma Floresta de Restinga Alta Alagada - RAA; e uma Floresta de Restinga Baixa - RB) com diferentes condições edáficas, composições florísticas e estruturas, da Ilha do Cardoso, Cananéia, SP. Ao longo de um ano, procuramos entender os mecanismos que promovem as variações na composição e estrutura arbórea desses três sistemas. Para isso, entre fevereiro de 2007 e janeiro de 2008 nós acompanhamos a chuva de sementes das três florestas através 90 coletores de sementes de 0,5 m² (30 em cada floresta; Capítulo 1) e a comunidade de plântulas 50 cm de espécies arbóreas, através de 270 parcelas de 1 m² (90 em cada floresta; Capítulo 2). A dinâmica de regeneração natural das florestas foi analisada a partir dos dados de chuva de sementes, da dinâmica de plântulas (três censos em 12 meses), dos dados pré-coletados dos indivíduos arbóreos com DAP 5 cm das três florestas mais os dados ambientais de abertura de dossel (disponibilidade de luz) e teor de matéria orgânica (MO) no solo (Capítulo 3). Em relação à chuva de sementes, a RB apresentou quase o dobro de sementes do que as outras florestas. Por outro lado, a RAS e a RAA apresentaram uma diversidade de espécies significativamente maior do que a RB e uma elevada similaridade florística e estrutural. Quanto à síndrome de dispersão, mais de 95% das sementes e das espécies amostradas foram zoocóricas, indicando a importância da zoocoria para a manutenção e estruturação dessas florestas. As espécies de sementes apresentaram uma alta correspondência com as espécies da comunidade arbórea adulta adjacente aos coletores, sugerindo que as semelhanças e as diferenças de diversidade, de composição florística e de estrutura entre a chuva de sementes da RAS, da RAA e da RB observadas são reflexo da diversidade, da composição florística e da estrutura da comunidade de espécies arbóreas local das três formações florestais. Além disso, como as sementes apresentaram um padrão de deposição agregado e próximo à planta-mãe, propusemos que as espécies das florestas estudadas são principalmente limitadas em relação ao local adequado para a germinação de suas sementes e não à dispersão. Para as plântulas, encontramos uma maior diversidade e riqueza por 3 m² na RB, o oposto do que era esperado, já que a Floresta de Restinga Alta é conhecida por ser uma formação mais complexa e com maior diversidade, em relação aos adultos arbóreos, do que a Floresta de Restinga Baixa. Propusemos, portanto, um modelo hipotético de estruturação dessas comunidades no qual as florestas são estruturadas de formas distintas devido a filtros ecológicos, como a disponibilidade de luz e de nutrientes e eventos estocásticos, que limitam a germinação e o estabelecimento de plântulas, juvenis e adultos. Predizemos também que a inversão de diversidade entre as comunidades de plântulas e de adultos deve-se a processos dependentes da densidade decorrentes do estabelecimento diferenciado na fase de plântula. No Capítulo 3 foi possível testar algumas partes do modelo hipotético de estruturação das comunidades proposto no Capítulo 2. Concluímos que a dinâmica de regeneração natural e seus filtros bióticos e abióticos realmente são importantes para estruturação das comunidades de restinga estudadas. A RB apresentou uma maior abertura de dossel (maior disponibilidade de luz) do que a RAS e a RAA. O recrutamento, a densidade e a riqueza (em 3 m²) de plântulas estiveram positivamente relacionados com a abertura de dossel. No entanto, a RAS e a RAA apresentaram um maior teor de MO do que a RB, e a diversidade da comunidade arbórea adulta esteve positivamente relacionada com a MO. Assim, a disponibilidade de luz parece ser um filtro abiótico importante na germinação e no estabelecimento das plântulas, levando a maiores recrutamentos, densidades e riqueza por 3m² na RB quando comparado à RAS e à RAA. Entretanto, na passagem de plântula/juvenil para adulto a menor densidade de indivíduos e a maior disponibilidade de nutrientes na RAS e na RAA beneficiariam a permanência das espécies, levando à maior diversidade de espécies encontrada nessas florestas. / The goal of this dissertation was to analyze the natural regeneration dynamics of three restinga forests (Tall Restinga Forest TR; Tall Seasonal Swamp Restinga Forest TSR and Short Restinga Forest SR) with different edaphic conditions, floristic composition and structure in Ilha do Cardoso, Cananéia, SP. During a year, we attempted to understand the mechanisms that promote the floristic composition and structure variations in these three systems. For that, between February 2007 and January 2008 we accompanied the forests seed rain using 90 seed traps of 0,5 m² (30 in each forest; Chapter 1) and the seedlings community (tree species; 50 cm) using 270 plots of 1 m² (90 in each forest; Chapter 2). The natural regeneration dynamics was analyzed using the seed rain and the seedling dynamics (three census in 12 months) data, the individuals tree species with DAP 5 cm data and the environment data (canopy openness and organic matter - OM; Chapter 3). In relation to the seed rain, SR presented twice as many seeds as TR and TSR. On the other hand, TR and STR presented a significantly higher diversity than SR and also floristic composition and structure similarity. In respect to the dispersion syndrome, more than 95% of the seeds and species were animal dispersed, indicating the importance of zoochoric dispersal to the maintenance and structuring of these forests. The seeds species showed a higher correspondence with the adult community adjacent to the seed traps, suggesting that diversity, floristic composition and structure similarities and differences among the forests seed rain are a reflection of the forests local adult community diversity, floristic composition and structure. Besides, as the seeds presented an aggregated and close to the parent tree pattern of deposition , we proposed that the forests species are limited mainly by safe sites for seed germination and not by dispersion. For the seedlings, we founded a higher diversity and richness per 3 m² in SR, the opposite of what we had expected since the Tall Restinga Forest is known to be a more complex vegetation, with higher values of richness and diversity for adult trees when compared to Short Restinga Forest. We proposed a hypothetical model of community structuring in which these forests are structured in different ways due to ecological filters, as light and nutrients availability and stochastic events, that limit germination and seedling, juveniles and adults establishment. We predicted, as well, that the diversity inversion between the seedlings and adults community is due to density-dependence factors that are responsible for the differentiated seedling establishment. In Chapter 3, we were able to test some parts of the hypothetical model of community structuring proposed in Chapter 2. We concluded that natural regeneration dynamics and biotic and abiotic filters really are important to the forests community structuring. SR presented a higher canopy openness (higher light availability) than TR and STR. Seedling recruitment, density and richness (in 3 m²) were positively related to the canopy openness. Nevertheless, TR and STR presented higher organic matter contents than SR, and the diversity was positively related to the canopy openness and the OM. Thus, light availability seems to be an important abiotic filter acting in the germination and in the seedling establishment, leading to higher values of recruitment, density and richness per 3 m² in the SR when compared to TR and STR. However, in the seedling/juvenile turn to adult the lower individuals density and the higher nutrients availability in TR and STR would benefit the species permanence, leading to the higher species diversity found in those forests.

A limitação de dispersão de sementes tem sido empiricamente investigada como um mecanismo equalizador das diferenças competitivas entre espécies que coexistem em comunidades vegetais. Além da limitação espacial, as variações temporais da dispersão também podem ser importantes para a coexistência das espécies. O objetivo do estudo foi verificar a relação entre limitação de dispersão espacial (LDe) e limitação de dispersão temporal (LDt) e as características das espécies que influenciam as duas limitações. Em uma floresta da planície costeira, a chuva de sementes foi amostrada, ao longo de 36 meses, em 40 coletores (20m2) distantes 100m entre si e da borda do fragmento. A abordagem de seleção de modelos mistos foi utilizada para testar a relação entre a limitação de dispersão e a massa média das sementes, a síndrome de dispersão, a altura máxima local e a frequência de distribuição dos indivíduos adultos. Os resultados encontrados mostram que as proporções de espécies analisadas limitadas espacial (90,3%) e temporalmente (70,9%) foram altas e a correlação entre LDe e LDT também foi alta (Spearman = 0,8). Tanto para LDe como LDt, foram selecionados a massa média das sementes, a altura máxima e a frequência de distribuição de adultos. Em geral, as relações encontradas indicam que espécies com sementes maiores, com menor altura máxima e menor frequência de distribuição dos indivíduos adultos são mais limitadas espacial e temporalmente. Apesar desses fatores terem sido selecionados, houve uma grande variação nos efeitos para as espécies analisadas. O estudo reforça o fato do mecanismo de limitação de dispersão espacial ser frequentemente encontrado em comunidades arbóreas e apresenta uma abordagem temporal para o estudo da limitação de dispersão. A redução das interações competitivas interespecíficas, decorrente das altas limitações de dispersão observadas no estudo, se contrapõe às teorias amplamente aceitas (Janzen-Connell) que indicam os mecanismos de dispersão eficientes de sementes como uma forma de minimizar a competição intraespecífica. A importância relativa dos mecanismos de dispersão e de limitação de dispersão para a manutenção da diversidade em comunidades deveria ser estudada para avaliar em quais situações ou para quais conjuntos de espécies a coexistência é mediada pela ausência das interações intraespecíficas ou interespecíficas / The seed limitation has been empirically investigated as an equalizing mechanism of the competitive differences between species that coexists in plant communities. In addition to the spatial limitation, the temporal variations of seed dispersal can also be important to the species coexistence. The aim of the study was to investigate the relation between spatial seed limitation and temporal seed limitation and the species characteristics that influence both limitations. In a coastal plain forest, the seed rain was sampled over 36 months in 40 traps (20 m2), 100 m distant from each other and from the forest edges. The generalized mixed-effect models approach was used to test the relation between seed limitation and the average mass of the seeds, the dispersal syndrome, the trees local maximum height, and the adult trees distribution frequencies. The results show that the proportion of the analysed species spatial limited (90,3%) e temporal limited (70,9%) were high and the correlation between spatial seed limitation and temporal seed limitation were also high (Spearman = 0,8). To explain spatial seed limitation and temporal seed limitation were selected the average mass of seeds, the trees local maximum height and the adult trees distribution frequencies. Usually those relations indicate that species with lagger seeds, lowest maximum tree height and lowest adult trees distribution frequencies are more limited spatially and temporally. Although these factors have been selected, there was a great variation in the effects of the species analysed. The study supports the fact that the spatial seed limitation mechanism is frequently found in tree communities and shows a temporal approach to the seed limitation study. The reduction of interspecific competitive interactions, due to the high seed limitation observed in the study, is opposed to widely accepted theories (Janzen-Connell) that indicates that the efficient seed dispersal mechanism are a strategy to minimize the intraspecific competion. The relative importance of dispersal mechanisms and seed limitation on maintaning diversity in trees communities should be studied to evaluate which situations or which species sets the coexistence is mediated by the absence of intraspecific or interspecifir interactions

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-11-30Bitstream added on 2014-06-13T20:21:33Z : No. of bitstreams: 1 rother_dc_dr_rcla.pdf: 2462027 bytes, checksum: c33bd50a18fd50beab5b4f95e4d965a4 (MD5) / Em florestas tropicais, ainda são incipientes os estudos que tratam da influência dos bambus na dinâmica da vegetação. Pela grande capacidade de se expandir rapidamente no ambiente seja por crescimento vegetativo ou por produção massiva de sementes, os bambus promovem alterações significativas na estrutura das comunidades vegetais. Desta forma, esse estudo teve como objetivo avaliar o ciclo de vida das plantas em ambientes com (B) e sem bambus (SB) em uma área de floresta Atlântica densamente ocupada pelo bambu nativo Guadua tagoara. Os objetivos específicos deste estudo foram separados em capítulos. Para o capítulo 1, conhecer a composição de aves associadas aos ambientes com e sem bambus, identificar as aves que compõem a guilda de dispersores de sementes de Euterpe edulis, Sloanea guianensis e Virola bicuhyba e avaliar o potencial de dispersão das aves registradas em censos. Para o capítulo 2, avaliar o padrão espacial dos estágios iniciais da regeneração da comunidade de plantas nos ambientes B e SB. Finalmente para o capítulo 3, quantificar as perdas de propágulos e as probabilidades de transição entre cada etapa demográfica das três espécies de plantas selecionadas, e identificar os gargalos demográficos do recrutamento que podem colapsar a regeneração natural das três espécies de plantas nos ambientes B e SB. Verificamos que nos ambientes B foi registrado maior número de espécies de aves do que em ambientes SB. A maioria das aves registradas em censos nos dois ambientes foi insetívora, seguida por espécies frugívoras. A efetividade da dispersão de Euterpe, Sloanea e Virola, esteve restrita a um pequeno grupo de dispersores efetivos. As aves que mais contribuíram para a dispersão de Virola ocorreram mais freqüentemente em B. Este padrão foi similar para Sloanea, enquanto Euterpe apresentou um padrão misto, com algumas espécies de aves... / Studies about the bamboo influence in the plant dynamic process are still incipient. Given that bamboos are able to quickly expand in environment by either vegetative growth or massive seed production, bamboos promote significant changes in plant community structure. Thus, this work aimed at assessing the plant life cycles in bamboo (B) and non bamboo stands (NB) in an Atlantic forest area where the native bamboo Guadua tagoara occurs at high densities. The specific goals of this study were showed in chapters. For chapter 1, to know bird species associated with bamboo and non bamboo stands, identify the birds which belong to seed dispersers guild of Euterpe edulis, Sloanea guianensis and Virola bicuhyba and evaluate dispersal effectiveness and potential contribution to seed dispersal for the three plant species. For chapter 2, assess the spatial pattern of early regeneration stages of plant communities in B and NB stands. Finally, for chapter 3, quantify propagule losses as well as the probabilities of transition between each stage for all three plant species, and identify the demographic bottlenecks in recruitment that could collapse natural regeneration of the three plant species in B and NB stands. We verified that a higher number of bird species was registered in B stands than in NB. Most of registered birds in both B and NB stands were insectivorous followed by frugivorous species. The dispersal effectiveness of Euterpe, Sloanea and Virola depended on a restricted subset of effective bird dispersers. Birds which mostly contributed to the seed dispersal of Virola occurred more frequently in B. This pattern was similar for Sloanea while Euterpe exhibited a mixed pattern with some bird species contributing to the dispersal in the B stands and other species contributing in NB stands. We conclude that a substantial number of frugivorous bird species can favor borders of bamboo patches... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:30:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6775.pdf: 3213380 bytes, checksum: 36de81e56297427d70c405207779962f (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / Universidade Federal de Sao Carlos / The harvesting of non-timber forest products (NTFPs) has been considered as a low-impact activity. However, the increasing demand of these products made greater the exploitation, which may cause depletion of resources in Nature. Euterpe edulis Mart. (Arecaceae) is one of the most studied plant species in Brazil, because it is economically important, listed among the most relevant products provided by Atlantic Rainforest. Moreover, this species is considered ecologically important, because it is a valuable food resource for fauna. In natural conditions, E. edulis is the most abundant species in Atlantic Rainforest. Nevertheless, illegal and massive harvesting lead the species to local extinction in some remnants, which resulted in the inclusion of the palm tree amongst the endangered plant species in Brazil. In this context, this study aimed to evaluate the impact of palm tree harvest on diversity at seed rain, regeneration layer and their relationship with the adult plant community. Thus, this study was carried out in two areas at Ilha do Cardoso State Park, both of them with the same land use history, despite the occurrence of massive palm heart harvest within one of them until 20 years ago. At these areas, we sampled seed rain with and without pulp, the regeneration layer and the adult plant community. The major motivations for this study were to apply diversity analysis on the assessment of harvesting impact, and to provide scientific information to the establishment of viable guidelines to the sustainable harvest of palm tree products. Our results showed that the abundance of E. edulis is related to the change of diversity patterns and species composition in seed rain and regeneration layer, and may have an influence on species composition in the future. This confirms the general hypothesis of this study, i.e. the disturbance caused by palm heart harvesting causes changes on species abundance enough to modify plant community structure. These changes could be detected even it has been 20 years after the end of illegal harvesting within the harvested area. The results also indicate that it is viable to make the sustainable harvest of E. edulis products, considering a selective removal of adult individuals and avoiding total suppression of clumps of palm tree. These actions promote heterogeneity on species composition of seed rain and regeneration layer. / Pelas caracteristicas de seu uso e exploracao, a extracao de produtos florestais nao madeireiros (PFNMs) e tida como sendo de baixo impacto ecologico. Entretanto, a crescente utilizacao destas materias primas nos mercados consumidores levou a um aumento da demanda de exploracao, o que pode levar a deplecao dos produtos explorados. Euterpe edulis (Arecaceae) e uma das especies vegetais mais estudadas do pais, pois tem uma alta importancia economica, sendo um dos principais PFNMs obtidos da Mata Atlantica. Alem disso, a especie tem grande importancia ecologica, por ser um recurso alimentar valioso para a fauna. Em condicoes naturais, E. edulis e a especie dominante na comunidade adulta nas areas cobertas por Floresta Atlantica. Entretanto, a exploracao ilegal e massiva levou a especie a extincao local em certos remanescentes de Mata Atlantica, culminando em sua inclusao entre as especies ameacadas no pais. Diante deste contexto, o presente estudo teve como objetivo geral avaliar o impacto da exploracao do palmito de E. edulis sobre a diversidade na chuva de sementes, no estrato regenerante e a sua relacao com a comunidade adulta. Deste modo, o estudo foi realizado em duas areas no Parque Estadual Ilha do Cardoso, ambas com historico de uso similar, porem, uma delas sofreu exploracao massiva de palmito de E. edulis ate ha cerca de 20 anos, enquanto que a outra nao foi alvo deste tipo de uso. Nestas areas, amostramos a chuva de sementes com e sem polpa, o estrato regenerante e a comunidade adulta. As principais motivacoes deste estudo foram aplicar analises de diversidade na avaliacao e fornecer subsidio cientifico para o estabelecimento de diretrizes mais especificas e viaveis para o uso sustentavel deste produto, que e economicamente importante, mas que tambem e considerada uma especie chave na Floresta Atlantica. Os resultados mostraram que a abundancia de E. edulis altera padroes de diversidade e composicao em especies na chuva de sementes e no estrato regenerante, podendo influenciar na composicao das comunidades vegetais no futuro, confirmando a hipotese geral desta tese, de que o disturbio causado pela exploracao de E. edulis produz alteracoes na densidade de individuos da palmeira suficiente para modificar a estrutura das comunidades vegetais. Tais mudancas puderam ser detectadas mesmo apos 20 anos sem a atividade de exploradores ilegais na area estudada. Os resultados indicam, tambem, que o uso sustentavel do palmito de E. edulis pode ser viavel, considerando a remocao seletiva de individuos adultos, evitando a total supressao de adensamentos desta palmeira, promovendo a heterogeneidade da composicao da chuva de sementes e do estrato regenerante.