Climate change and habitat fragmentation are altering the structure and functioning of plant communities world-wide. Understanding how, why and with what consequences are major challenges of ecology today. Trait-based approaches focus on functional rather than taxonomic identity to facilitate process-based explanation and prediction. This thesis develops new ways of operationalising traits to understand plant community responses to the environment and community effects on ecosystem functioning and services. Wetlands, distinct in nature and patchy in their distribution, serve as a natural laboratory to extend plant trait theory and as inspiration for metacommunity modelling. The first part of the thesis (Papers 1 and 2) focuses on wetland plant traits in relation to current and future environmental conditions, ecosystem functioning and ecosystem services. Paper 1 surveys the state of knowledge regarding (i) ultimate and proximate drivers of wetland plant community functional composition, trait covariation and responses of individual traits along gradients, as well as (ii) trait effects on the sets of ecosystem properties and processes that underlie the generation of three key wetland ecosystem services (regulation of water flow, water quality, and climate). Paper 2 modifies species distribution modelling to predict future changes in plant community trait distributions due to climate change in central Sweden, which allows a qualitative estimate of changes in ecosystem service potential. Climate change induced functional changes may benefit water quality and flow regulation provided by fens and riparian wetlands, but compromise carbon sequestration capacity in bogs. The second part of the thesis (Papers 3 and 4) develops trait-based metacommunity models to study the interplay of local and regional dynamics on species, community and whole-metacommunity responses to climate change. Paper 3 finds model assumptions about species dispersal capacity to strongly influence predictions of diversity loss following climate change. While differences in species dispersal capacity drastically increase predicted extinction risk, more realistic models based on an empirically derived seed mass – seed number trade-off strongly moderate these predictions. Without considering fitness effects of covarying traits, models that include variable dispersal capacities thus might overestimate extinction risk from climate change. Paper 4 studies the development and recovery of the regional average trait-lag of response trait distributions, as a direct measure of the instantaneous realised metacommunity response to temperature change with implications for levels of ecosystem functioning. The dynamical response jointly depended on local response capacity and regional adaptive re-organisation via species range shifts. Where habitat was scarce, connectivity network properties mediated response capacity and may guide conservation priorities. This thesis makes contributions to plant trait ecology, wetland functional ecology, ecosystem service science and metacommunity theory. As a whole it furthers progress towards a predictive ecology that can bridge scales from individual physiology to ecosystem dynamics and anticipate global change effects on biodiversity and ecosystem functioning. / <p>At the time of the doctoral defense, the following papers were unpublished and had a status as follows: Paper 1: Manuscript. Paper 3: Manuscript. Paper 4: Manuscript.</p><p> </p>

O objetivo deste estudo foi determinar a natureza e a extensão dos efeitos de borda sobre a estrutura da comunidade de anuros de serapilheira da Estação Biológica de Boracéia (EBB). A EBB é uma unidade de conservação com 16.450 ha pertencente à Universidade de São Paulo (USP) e situa-se na Serra do Mar, domínio da Mata Atlântica, a uma altitude de 900m, em uma das regiões mais úmidas do Brasil. A comunidade de anuros de serapilheira foi amostrada entre maio de 2012 a outubro de 2013 nos limites da floresta nativa com cultivo de eucaliptos. Foram amostradas 63 parcelas de 5×5 m dispostas em sete transectos com nove faixas de distância da borda (-50, -25, 0, 25, 50, 75, 100, 125 e 150 m); além de sete parcelas na área-controle, totalizando 1.750 m2 amostrados.Para caracterizar o ambiente em cada faixa de distância, foram medidas as seguintes variáveis: temperatura e umidade relativa da serapilheira, profundidade da serapilheira, cobertura do dossel, diâmetro à altura do peito (DAP) e altura das árvores. Foram capturados 312 indivíduos de 23 espécies de anuros, sendo 19 endêmicas da Mata Atlântica. A comunidade apresentou alta diversidade de espécies (H` = 2,17).A riqueza e a diversidade de anuros aumentaram com a distância da borda florestal. A alta diversidade ß registrada (0,819) para a comunidade de anuros de serapilheira indicou uma alta taxa de substituição de espécies nas diferentes distâncias da borda.Houve maior variação da temperatura e umidade próxima à borda florestal e na área externa à floresta nativa.A riqueza e abundância de anuros foram negativamente correlacionadas com a temperatura e positivamente com a umidade da serapilheira, a densidade do dossel e o diâmetro das árvores.O cultivo de eucalipto pode ter minimizado os efeitos da borda sobre a comunidade de anuros. Os fatores de maior influência sobre a estrutura da comunidade de anuros de serapilheira foram as variações microclimáticas (até a faixa 75 m da borda) e estruturais (densidade do dossel e DAP). Diferentes respostas das espécies aos efeitos de borda indicaram duas faixas de transição para a comunidade de anuros de serapilheria ao longo do gradiente de distância. O primeiro ocorreu entre a borda e os primeiros 25 m no interior da floresta devido à drástica redução da riqueza e da abundância de espécies. O segundo ocorreu entre 50 e 75 m para o interior da floresta, alterando a composição de espécies. Em uma avaliação geral, a extensão dos efeitos de borda na EBB limitou-se a 50 m no interior da floresta. As espécies apresentaram respostas distintas aos efeitos da borda, porém, todas estas estão de acordo com o modelo transacional negativo, pois houve perda da qualidade do hábitat a partir da borda, o que afetou a riqueza e a abundância. / This study aimed at determine nature and extension of edge effects on the structure of a leaf-litter anuran community at the Ecological Station of Boracéia (EEB). EEB is a reserve with 16,450 ha belonging to University of São Paulo (USP) and lies at Serra do Mar, domain of Atlantic Forest, 900 m altitude, in one of the wettest regions of Brazil. The leaf-litter anuran community was sampled between May 2012 and October 2013, on the edge of a native forest with eucalypts cultivation. Sixty-three 5×5 m plots displayed in seven transects along nine distance strips of the edge (-50, -25, 0, 25, 50, 75, 100, 125 e 150 m) were sampled. To characterize the environment in each distance strip, the following measurements were taken: leaf-litter temperature and relative humidity, leaf-litter deepness, canopy cover, diameter at breast height (DBH) and height of trees. Three hundred and twelve individuals of 23 species were captured, being 19 endemic from Atlantic forests. The community presented high species diversity (H` = 2,17). Anuran richness and diversity increased with the distance from the forest edge. High ß diversity found for the leaf-litter anuran community (0.819) indicated a high species turn over along different distances from the edge. There were higher temperature and humidity variation near the edge and outside native forest. Anuran richness and abundance were negatively correlated to temperature and positively with leaf-litter humidity, canopy cover and DBH. Eucalypts cultivation could have minimized the edge effects on the anuran community. Factors most influencing the structure of the leaf-litter anuran community were microclimatic (until 75 m from the edge) and structural (canopy cover and DBH) variations. Different species responses to the edge effects indicated two transition strips for the leaf-litter anuran community along the distance gradient. The first occurred between the edge and the first 25 m inside the forest due to drastic reduction of species richness and abundance. The second occurred between 50 and 75 m inside the forest, changing species composition. In a general, the extension of the edge effects at EEB was limited at 50 m inside the forest. Species presented distinct responses to the edge effects, however, all of them agree with the negative transational model, because there were loss of habitat quality from the edge, which affected richness and abundance.

L’agriculture intensive et les changements climatiques ont profondément modifié la biodiversité et les systèmes d’interactions trophiques dans les paysages agricoles, entrainant la perte de services écosystémiques tel que le contrôle biologique de ravageurs. La lutte biologique par conservation vise à restaurer la complexité des réseaux trophiques au sein des terres cultivées par l’utilisation de la diversité végétale et la mise en place d’aménagements fonctionnels. Ces travaux de thèse ont cherché à identifier, par des expériences en laboratoire et trois hivers de suivi des populations, comment la diversité végétale et son aménagement pendant la saison hivernale pouvait favoriser les ennemis naturels des pucerons dans les grandes cultures céréalières de l’ouest de la France. Les études en laboratoire ont montré que la diversité floristique cultivée dans les couverts hivernaux devait faire l’objet d’une sélection fonctionnelle. En particulier il est nécessaire de combiner plusieurs espèces, alliant attractivité et profitabilité pour les insectes parasitoïdes de pucerons présents dans la mosaïque agricole durant l’hiver. A l’échelle des parcelles cultivées, il a pu être démontré que l’augmentation des températures hivernales favorisait l’activité et la diversité des insectes parasitoïdes, mais aussi des prédateurs généralistes des communautés d’insectes de la faune du sol. La mise en place d’habitats fonctionnels par la sélection d’une diversité végétale adaptée à ces nouvelles conditions et aux besoins spécifiques de ces agents de bio-contrôle permet alors de promouvoir leur activité. En favorisant ces différentes guildes d’arthropodes pendant cette période de l’année, il pourrait être possible d’augmenter la pression précoce qu’ils exercent sur les populations de pucerons et de limiter le développement de ces dernières au printemps. L’ensemble des résultats obtenus suggère que la saison hivernale représente une période favorable au développement de méthodes durables pour la lutte biologique par conservation dans les régions au climat tempéré. / Intensive agriculture and global warming induced deep modifications in the agricultural landscapes’ biodiversity and trophic system structures, resulting in the loss of several ecosystem services such as pest biological control. Conservation biological control aims to restore trophic systems’ stability within arable lands by using plant diversity and creating functional habitats for natural enemies. This thesis aimed at identifying how vegetal diversity and its management during the winter season could favor aphids’ natural enemies in cereal intensive agricultural landscapes from the west part of France. Laboratory research and a follow-up of populations over three consecutive winters led to significant results, further developed in this thesis. The experimental laboratory research showed that the selection of the flower diversity used in sown winter cover crops should take into account their functional traits. It is indeed necessary to use a variety of species, thus combining attractiveness and profitability for the aphid’s parasites present in the agricultural mosaic during wintertime. At the field scale, studies demonstrated that warmer winter conditions are also favoring the activity of generalist ground dwelling predators, as well as that of parasitoids. The implementation of functional habitats, through the selection of an adequate plant diversity better adapted to the changing climates and to the aphids’ natural enemies’ needs, allowed to support the ground predators’ activities. Consequently, their increased activity should contribute to the early regulation of aphid populations, allowing to decrease the intensity of their population dynamics during the growing seasons. The results obtained in this thesis suggest that winter constitutes a favorable period/season for the development of new methods within the conservation biological control framework/biological control framework for conservation in temperate climatic areas.

Orientador: Igor Paiva Ramos / Resumo: A formação de reservatórios está entre os principais responsáveis pela perda de biodiversidade, uma vez que contribuem com a degradação de habitats, perda de conectividade fluvial, modificações no fluxo hidrológico e a introdução de espécies não nativas. Desta forma, as questões endereçadas deste estudo foram: (i) Testar o ajuste de diversos modelos de distribuição de abundância de espécies (SAD) aos dados do monitoramento ictiológico de uma cascata de reservatórios no alto Paraná. Ainda, avaliar se as assembleias de peixes dos reservatórios possuem padrão semelhante de riqueza e complexidade, através de análise dos modelos SAD e das curvas de acumulação de espécies e a comparação do parâmetro α do modelo gambin.; (ii) Determinar a importância de tributários não barrados para a conservação da ictiofauna de reservatórios e; (iii) Avaliar o papel de um sistema de transposição de peixes (STP) na restauração de conectividade fluvial. Foram utilizados dados do monitoramento ictiológico realizados em 14 locais ao longo dos reservatórios de Ilha Solteira, Três Irmãos, Eng. Souza Dias (Jupiá) e Eng. Sergio Motta (Porto Primavera), bacia do alto rio Paraná. Como resultados, (i) a análise comparativa das curvas de acumulação de espécies e das SAD evidencia as diferenças entre as assembleias dos reservatórios avaliados. Três Irmãos e Ilha Solteira apresentaram menor riqueza de espécies e possuem poucas espécies muito abundantes, Jupiá apresenta maior riqueza com muitas espécies de captu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The formation of reservoirs is among the main responsible for the biodiversity loss, as they contribute to the degradation of habitats, loss of river connectivity, changes in hydrological flow and the introduction of non-native species. In this way, the questions addressed in this study were: (i)To test the adjustment of several species abundance distribution models (SAD) to the ichthyological monitoring data of a reservoir cascade in the upper Paraná. Also, to evaluate if the fish assemblages of the reservoirs have similar pattern of richness and complexity, through analysis of the SAD models and the species accumulation curves and the comparison of the parameter α of the gambin model; (ii) To determine the importance of undammed tributaries for the conservation of the ichthyofauna of reservoirs; and (iii) To evaluate the role of a fishway in the restoration of fluvial connectivity. A total of 14 sites were surveyed in the Ilha Solteira, Três Irmãos, Eng. Souza Dias (Jupiá) and Eng. Sergio Motta (Porto Primavera), upper Paraná River. As results, (i)The comparative analysis of species accumulation curves and SAD shows the differences between the assemblies of the evaluated reservoirs. Três Irmãos and Ilha Solteira showed a lower abundance of species and have few abundant species, while Jupiá is richer with many rare species. Porto Primavera, on the other hand, presented similar richness to Jupiá, but with few rare and few dominant species, with a distribution close to the log... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Múltiplos fatores determinam as interações entre espécies em redes ecológicas, tais como as barreiras nas suas morfologias, distribuições espaços-temporais, suas abundâncias relativas e histórias evolutivas. Novos métodos estão tornando possível avaliar a importância relativa desses fatores determinantes. Todavia a capacidade de avaliar a importância das histórias evolutivas das espécies é ainda limitada pela escassez de métodos que permitam incluir informações derivadas de filogenias independentes entre os preditores das interações. Esse estudo objetiva superar essa limitação através da inclusão das histórias evolutivas das espécies entre os potenciais determinantes das interações, permitindo a análise comparativa das suas importâncias como estruturadores das redes ecológicas. Usando conceitos dos campos de redes ecológicas e da ecofilogenia foram hipotetizados possíveis cenários filogenéticos preditores das frequências de interações. Para ilustrar o uso desses cenários foi usada a base de dados de uma rede beija-flor-planta da Mata Atlântica do sudeste brasileiro, e foram avaliadas as importâncias relativas das histórias evolutivas das espécies, suas abundâncias e acoplamentos nas suas morfologias e fenologias como determinantes das suas frequências de interações. Os resultados sugerem que as histórias evolutivas de beija-flores e plantas são mais importantes do que as suas abundâncias relativas em estruturar a rede, mas são menos importantes do que barreiras morfológicas e fenológicas. Com o uso de cenários filogenéticos, é oferecida uma extensão de um arcabouço conceitual e metodológico já amplamente utilizado por representar uma forma robusta e flexível de testar a importância de múltiplos fatores e suas combinações como determinantes das interações entre espécies em comunidades. / Multiple factors determine species interactions in ecological networks, such as morphological barriers, spatio-temporal distributions, relative species abundance and their evolutionary history. Novel methods are making it possible to evaluate the relative importance of each of these determinants factors. However, the lack of methods that allow us to incorporate information from independent phylogenies among the predictors of interactions limits our capacity of evaluating the relative importance of evolutionary histories. This work aims to overcome this limitation by including the evolutionary histories of species among the potential determinants of interactions, allowing the comparative analysis of its importance in structuring ecological networks. Different possible phylogenetic scenarios were hypothesized to predict frequencies of species interactions by combining concepts from the fields of ecological networks and ecophylogenetics. The usage of these scenarios is illustrated in a hummingbird-plant interaction network database from the Atlantic Forest in southeastern Brazil, in order to evaluate the relative importance of evolutionary histories of species, species relative abundances, and morphological and phenological barriers as determinants of species interactions frequencies. The results suggests that evolutionary histories of hummingbirds and plants are more important than their relative abundances in structuring their interaction network, but less important than morphological and phenological barriers. Phylogenetic scenarios usage offers an extension to a conceptual and methodological framework widely used by representing a robust and flexible way to evaluate the relative importance of multiple factors and their combinations as determinants of species interactions in communities.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study, we sampled two anuran communities in two physiographic regions of the Pampa biome, Serra do Sudeste and Depressão Central, were made monthly campaigns during the period between September 2011 and August 2012 where there were registered 25 species of frogs. Scinax granulatus, Physalaemus gracilis e Pseudis minuta were the most abundant species in the Serra do Sudeste, while Dendropsophus minutus, D. sanborni and Scinax squalirostris were the most abundant of the Depressão Central. We recorded 15 species of frogs in the larval stage and four reproductive modes classified as generalists. Ordination analysis showed a segregation among the two physiographic regions, related to anurofauna with a difference of 65% between them. The influence of environmental descriptors and physicochemical variables of water in the structure of the two communities showed that the set of variables, pH, number of extracts of emergent vegetation and temperature were important in structuring the community of Depressão Central, as dissolved oxygen, electrical conductivity number of extracts of emergent vegetation, hydroperiod and percentage of vegetation cover were important factors structuring the community of Serra do Sudeste. However the abundance and richness of the Serra do Sudeste community showed no significant relation with the variables tested and the distance between the puddles did not influence the structure of both communities. / Neste estudo, foram amostradas duas comunidades de anuros em duas regiões fisiográficas do bioma Pampa, a Serra do Sudeste e a Depressão Central, nestas, foram realizadas campanhas mensais durante o período de setembro de 2011 a agosto de 2012 onde foram registradas 25 espécies de anuros. Scinax granulatus, Physalaemus gracilis e Pseudis minuta foram as espécies mais abundantes na Serra do Sudeste, enquanto Dendropsophus minutus, D. sanborni e Scinax squalirostris foram as mais abundantes da Depressão Central. Foram registrados 15 espécies de anuros em estágio larval e quatro modos reprodutivos generalistas. A análise de ordenação mostrou uma segregação quanto a anurofauna das duas regiões fisiográficas e uma diferença de 65% entre elas. A influência dos descritores ambientais e das variáveis físico-químicas da água na estrutura das duas comunidades mostrou que o conjunto de variáveis, pH, número de extratos de vegetação emergente e temperatura foram importantes na estruturação da comunidade da Depressão Central, já o oxigênio dissolvido, condutividade elétrica número de extratos de vegetação emergente, hidroperíodo e porcentagem de cobertura vegetal foram importantes estruturadores da comunidade da Serra do Sudeste. A abundância e a riqueza de anuros da Serra do Sudeste não apresentou relação significativa com as variáveis testadas e a distância entre as poças não influenciou na estrutura das mesmas.

Les nématodes phytoparasites (NPP) sont des vers ronds microscopiques que l’on retrouve en communautés dans les sols agricoles. Les NPP les plus communs n’occasionnent pas de dégâts sur les cultures. Cependant M. chitwoodi, un NPP règlementé à l’échelle européenne, peut engendrer d’importantes baisses de rendement. Pour caractériser le risque de son implantation, nous nous sommes intéressés aux communautés indigènes en France afin d’identifier celles capables de le limiter suite à une introduction. Nous avons, dans un premier temps, décrit les communautés de NPP à l'échelle d'un paysage agricole, puis à l'échelle de neuf régions françaises. Ces investigations ont montré des communautés peu différenciées en termes de richesse spécifique mais variables en termes d’abondance. Si les variables environnementales expliquent le mieux la structure de ces communautés de NPP à une large échelle géographique, certaines pratiques culturales(labour, application de produits phytosanitaires) influencent fortement les communautés à l’échelle locale. Dans un second volet, nous avons étudié le potentiel de différentes communautés à limiter le développement de M. chitwoodi notamment par la compétition. Il semble que les communautés possédant les plus hauts niveaux d’abondance globale, indépendamment des taxa présents, permettent de diminuer la multiplication de M. chitwoodi. Cette thèse apporte donc des éléments de compréhension sur le fonctionnement des communautés de NPP dans les agrosystèmes français et leur potentiel à limiter le l’établissement de M. chitwoodi pour pouvoir prédire le r / Plant-parasitic nematodes (PPN) are microscopic worms that occur in communities in almost every agricultural soils. Commonly found PPN are usually harmless for the plants. However, M. chitwoodi, a PPN highly regulated in EU can induce important yield losses. In order to improve risk assessment of M. chitwoodi implantation, we studied French native PPN communities to identify those that can limit its establishment shortly after an introduction. We firstly described PPN communities in various agrosystems, at a landscape scale and then in nine French regions. Despite the quite homogeneous species richness observed across the fields sampled, we highlighted strong PPN taxa abundance variations. Environmental variables seemed to mainly drive the PPN communities structure at a large geographic scale but cultural practices(tillage and pesticides uses) seemed to explain the communities variation at the local scale. Secondly, we studied the capacity of different PPN communities to limit M. chitwoodi development through competition. It appeared that PPN communities with high global abundance, regardless of the taxa present, are able to decrease M. chitwoodi multiplication. The results of this PhD thesis bring some elements about the structure and functioning of PPN communities in French fields and their ability to reduce the M. chitwoodi establishment in order to predict its implantation risk.

Múltiplos fatores determinam as interações entre espécies em redes ecológicas, tais como as barreiras nas suas morfologias, distribuições espaços-temporais, suas abundâncias relativas e histórias evolutivas. Novos métodos estão tornando possível avaliar a importância relativa desses fatores determinantes. Todavia a capacidade de avaliar a importância das histórias evolutivas das espécies é ainda limitada pela escassez de métodos que permitam incluir informações derivadas de filogenias independentes entre os preditores das interações. Esse estudo objetiva superar essa limitação através da inclusão das histórias evolutivas das espécies entre os potenciais determinantes das interações, permitindo a análise comparativa das suas importâncias como estruturadores das redes ecológicas. Usando conceitos dos campos de redes ecológicas e da ecofilogenia foram hipotetizados possíveis cenários filogenéticos preditores das frequências de interações. Para ilustrar o uso desses cenários foi usada a base de dados de uma rede beija-flor-planta da Mata Atlântica do sudeste brasileiro, e foram avaliadas as importâncias relativas das histórias evolutivas das espécies, suas abundâncias e acoplamentos nas suas morfologias e fenologias como determinantes das suas frequências de interações. Os resultados sugerem que as histórias evolutivas de beija-flores e plantas são mais importantes do que as suas abundâncias relativas em estruturar a rede, mas são menos importantes do que barreiras morfológicas e fenológicas. Com o uso de cenários filogenéticos, é oferecida uma extensão de um arcabouço conceitual e metodológico já amplamente utilizado por representar uma forma robusta e flexível de testar a importância de múltiplos fatores e suas combinações como determinantes das interações entre espécies em comunidades. / Multiple factors determine species interactions in ecological networks, such as morphological barriers, spatio-temporal distributions, relative species abundance and their evolutionary history. Novel methods are making it possible to evaluate the relative importance of each of these determinants factors. However, the lack of methods that allow us to incorporate information from independent phylogenies among the predictors of interactions limits our capacity of evaluating the relative importance of evolutionary histories. This work aims to overcome this limitation by including the evolutionary histories of species among the potential determinants of interactions, allowing the comparative analysis of its importance in structuring ecological networks. Different possible phylogenetic scenarios were hypothesized to predict frequencies of species interactions by combining concepts from the fields of ecological networks and ecophylogenetics. The usage of these scenarios is illustrated in a hummingbird-plant interaction network database from the Atlantic Forest in southeastern Brazil, in order to evaluate the relative importance of evolutionary histories of species, species relative abundances, and morphological and phenological barriers as determinants of species interactions frequencies. The results suggests that evolutionary histories of hummingbirds and plants are more important than their relative abundances in structuring their interaction network, but less important than morphological and phenological barriers. Phylogenetic scenarios usage offers an extension to a conceptual and methodological framework widely used by representing a robust and flexible way to evaluate the relative importance of multiple factors and their combinations as determinants of species interactions in communities.

Orientador: Prof. Dr. Gustavo Muniz Dias / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Evolução e Diversidade, 2015. / Impactos antrópicos na biosfera têm se tornado cada vez mais substanciais e generalizados no planeta como um todo. Em especial, áreas costeiras têm sofrido com profundas alterações. A crescente urbanização da linha de costa e desenvolvimento de atividades econômicas geram diferentes perturbações aos ecossistemas naturais devido à introdução de estruturas humanas. Mundialmente, a constante busca por crescimento econômico e intensificação do comércio internacional tem aumentado a demanda por construção/expansão de portos. Megaempreendimentos desta natureza influenciam, local e regionalmente, o meio ambiente e a sociedade. Seguindo o panorama mundial, há atualmente a intenção de expansão do Porto de São Sebastião, no litoral norte do Estado de São Paulo. A proposta em debate prevê a implantação de uma nova área portuária suspensa, através do estaqueamento da Baía do Araçá. Dentre outros distúrbios, esse empreendimento irá gerar restrição de luz solar aos habitats naturais. Diversas investigações destacam impactos substanciais do sombreamento sobre a estrutura de comunidades biológicas, com redução da abundância de autótrofos e alterações na estrutura de comunidades de invertebrados bentônicos. Nesse contexto, a presente dissertação foi idealizada, com o objetivo de investigar o efeito do sombreamento sobre a comunidade biológica e o meio físico do entremarés rochoso. Além dessa questão ecológica, dados úteis serão fornecidos aos órgãos ambientais responsáveis, no sentido de subsidiar a tomada de decisão mais coerente e sustentável em relação ao futuro da região. Os resultados da presente investigação mostram que a restrição de luz afeta consistentemente a comunidade biológica de costões rochosos. A biomassa de macroalgas foi cerca de 8 vezes menor em condição sombreada do que em habitats naturais, enquanto que a área de cobertura desses organismos decresceu de aproximadamente 70% nas áreas naturais para menos de 5% nas sombreadas. Ao simularmos o sombreamento causado pela expansão do porto, as macroalgas desapareceram completamente e não foram substituídas por outros organismos em um prazo de 220 dias, diminuindo o carbono armazenado na porção orgânica do ecossistema. A maioria dos pastadores sedentários apresentou menor tamanho corpóreo em condição de restrição luminosa, o que foi causado provavelmente pela redução da taxa metabólica ou alterações na dieta. Na franja do infralitoral, registramos uma mudança de dominância de macroalgas nas áreas naturais para invertebrados filtradores nas sombreadas. Comunidades do mesolitoral também foram alteradas. Ostras e cracas recrutaram em maior quantidade em áreas sombreadas. Assim, este estudo mostra que o sombreamento é um fator importante na estrutura e dinâmica da comunidade biológica de costões rochosos. No que se refere à gestão costeira, o sombreamento deve ser visto como um impacto ambiental de magnitude considerável. Principalmente, considerando as previsões de aumento populacional humano, intensificação do processo de urbanização e da constante demanda por empreendimentos nas zonas costeiras. / Human impacts on natural environments are substantial and widespread worldwide. In particular, coastal areas have been heavily changed. Growing urbanisation on the coast and the development of economics activities cause several disturbances on natural ecosystems via introduction of man-made structures. Globally, constant search for economic profits and increasing international trades enhanced the demand for larger ports, affecting both locally and regionally, the natural environment and the society. In consonance with the global panorama, the expansion of the Port of São Sebastião, North Coast of São Paulo State, Brazil, is planned for the next years. The project plans the construction of a port suspended by pillars, through the Araçá Bay. Among the expected disturbances, the expansion of this port will restrict sunlight on natural habitats. Several investigations highlight substantial impacts of shading on biological community structure, by reducing autotrophs abundance and altering benthic invertebrate assemblages. In this context, this work aimed to investigate the effect of shading on the biological community and on the physical environment of rocky intertidal. In addition to testing this ecological issue, useful data will be provided to environmental agencies, supporting more coherent and sustainable decisions for the future of the region. Our results show that shading consistently affects the biological community of rocky shores. The biomass of macroalgae was 8 times lower in shaded condition, while the area covered by algae on the rocky shore decreased from approximately 70% in unshaded areas to less than 5% in shaded ones. When we simulated shading caused by expansion of the port, macroalgae disappeared and were not replaced by any other organism in a period of 220 days, showing the potential effects of a port on the amount of blue carbon in the region. Most sedentary grazers were smaller in shaded condition, what is probably caused by metabolic issues or shifts in the diet composition. In the infralittoral fringe, we recorded a shift from macroalgal dominance in natural habitats to invertebrate filter-feeders in shaded areas. In a similar way, assemblages from mesolittoral were also affected by shading. Oysters and barnacles recruited more in shaded areas. In conclusion, our study shows that shading is an important factor affecting both the structure and dynamics of biological community of rocky shores. Regarding to coastal management, shading should be seen as a disturbance of extensive magnitude. Especially, because the previsions of human population growth suggest an increasing urbanization and constant demand for marine facilities in coastal zones.

Orientador: Prof. Dr. Gustavo Muniz Dias / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Evolução e Diversidade, 2017. / A maioria dos organismos que habitam costões rochosos possui ciclos de vida com uma fase larval planctônica e uma fase adulta bentônica. Uma vez que a larva é liberada na coluna de água, esta pode ser transportada para regiões afastadas da costa ou se fixar próximo à sua fonte de origem. Para organismos incrustantes, a transição do ambiente pelágico para o bentônico ocorre através do assentamento e recrutamento larval, período em que os organismos recém-metamorfoseados se fixam nos substrato e estão altamente sujeitos ao estresse tanto biótico quanto abiótico. Por esse motivo, o período entre o estágio larval e o estabelecimento dos adultos é considerado crucial para a diversidade e estruturação das comunidades incrustantes. No litoral norte do Estado de São Paulo, a Baía do Araçá é uma enseada, constantemente exposta a ações antrópicas, estando ameaçada pela expansão eminente do Porto de São Sebastião. Uma vez que a baía engloba um gradiente de condições físicas da sua entrada até o seu interior é esperado que os impactos da expansão do porto sejam diferentes entre as regiões da Baía do Araçá. Desta forma, objetivo deste estudo foi avaliar como os processos físicos e biológicos afetam o assentamento e recrutamento na comunidade bentônica de organismos sésseis da franja do infralitoral na Baía do Araçá e avaliar se diferenças nesses processos ao longo do gradiente formado da entrada para o interior da baía e ao longo do ano resultam em comunidades incrustantes distintas. Avaliamos ainda os efeitos dos fatores abióticos e biológicos, na diversidade e estruturação de comunidades de recrutas da franja do infralitoral. Em geral, os fatores que mais contribuíram para diferenças entre as regiões estudadas foram a concentração de clorofila e turbidez, que influenciaram a dinâmica de assentamento e recrutamento. Já a disponibilidade larval de uma forma geral foi influenciada principalmente pelo oxigênio dissolvido na água do mar variando muito ao longo do período estudado e entre as regiões. Larvas de poliquetos foram mais abundantes no interior da baía no verão. Tanto assentados quanto recrutas de ascídias e briozoários foram mais abundantes na entrada da baía, enquanto organismos solitários como poliquetos foram mais abundantes no interior da baía. A influência da predação não diferenciou as duas regiões, mas ocorreu em uma escala menor, dentro de cada região, podendo ter colaborado para moldar a comunidade e diminuir a riqueza e a dominância da ascídia Didemnum psammatodes. A disponibilidade larval não foi um bom preditor do assentamento, nem do recrutamento na comunidade, sugerindo que processos pósassentamento mediados principalmente por fatores abióticos, também contribuem para a formação de comunidades distintas entre as regiões. Concluímos que os estágios iniciais de desenvolvimento das comunidades da franja do infralitoral e os fatores que as estruturam diferem ao longo do gradiente da entrada para o interior da Baia do Araçá. Essa heterogeneidade espacial pode explicar a alta diversidade já registrada na região. A eventual degradação de parte da Baía do Araçá causada pela expansão do Porto de São Sebastião poderá causar em perda de biodiversidade. / Most organisms that inhabit rocky shores have life cycles with a planktonic larval stage and a benthic adult phase. Once the larva is released into the water column, it can be transported to regions far from the coast or to settle close to its source. For fouling organisms, the transition from the pelagic to the benthic environment occurs through and larval settlement and recruitment, a period in which newly metamorphosed organisms attach to the substrate and are highly subject to both biotic and abiotic stress. For this reason, the period between the larval stage and the establishment of adults is considered crucial for the diversity and structuring of the fouling communities. On the north coast of the state of São Paulo, the Araçá Bay is constantly exposed to anthropic actions, being threatened by the eminent expansion of the Port of São Sebastião. Since the bay encompasses a gradient of physical conditions from its entrance until its interior, it is expected that the impacts of the expansion of the port are different between the regions of Baía do Araçá. Thus, the objective of this study was to evaluate how physical and biological processes affect the settlement and recruitment in the benthic community of sessile organisms of the infralitoral fringe in Baía do Araçá and to evaluate if differences in these processes along the gradient formed from the entrance to the interior of the bay and throughout the year result in distinct fouling communities. We also evaluated the effects of physical and biological factors, on the diversity and structure of communities of recruits in the infralittoral fringe. In general, the factors that contribute the most to differences between the studied regions were concentration of chlorophyll and turbidity, which influenced the dynamics of settlement and recruitment. The overall larval availability was mainly influenced by dissolved oxygen in sea water varying greatly over the studied period and between regions. Larvae of polychaete were more abundant in the interior of the bay in summer. Both settlers and recruits of ascidians and bryozoans were more abundant at the entrance to the bay, while solitary organisms as polychaetes were more abundant within the bay. The influence of predation did not differentiate the two regions, but occurred on a smaller scale within each region, and may have collaborated to shape the community and diminish the richness and dominance of the ascidian Didemnum psammatodes. Larval availability was not a good predictor of settlement or recruitment in the community, suggesting that post-settlement processes mediated primarily by abiotic factors also contribute to the formation of distinct communities. We conclude that the initial stages of community development at the infralitoral fringe and the structuring factors are different along the gradient of the entrance to the bottom. Such spatial heterogeneity in the scale of the bay may define the high diversity recorded at the Araçá bay. Therefore, the eventual degradation of part of the Araçá Bay caused by the eventual expansion of the Port of São Sebastião will necessarily imply loss of biodiversity.