Processos ecológicos e antrópicos interagem e produzem padrões estruturais de manchas de vegetação, os quais, por sua vez, atuam sobre os processos ecológicos devido à influência da estrutura e do contexto da paisagem sobre estes processos. A região do Planalto das Araucárias se caracteriza por uma paisagem em mosaico, onde manchas florestais se misturam à matriz campestre, como resultado de um processo natural de expansão florestal. É provável que este processo não ocorra uniformemente na paisagem, dadas as características de relevo e a proximidade de áreas fontes (floresta contínua). Os padrões estruturais de manchas florestais estão baseados no processo natural de formação da paisagem (manchas) e na alteração desses por antropização (fragmentos). Este estudo inicialmente objetivou identificar e diferenciar tipos de manchas florestais através de características estruturais e de contexto na paisagem. Posteriormente, foi avaliada a hipótese de que a ocorrência das manchas florestais seja uma resposta aos padrões de umidade do solo, mediados pela declividade do terreno, orientação solar sul e proximidade de talvegues, através de um modelo espacial de probabilidade de ocorrência de manchas para a região de estudo. Para tanto, comparamos o mapa de uso e cobertura do solo (ano base 2002) com o mapa de vegetação pretérita buscando diferenciar: floresta contínua, manchas florestais (MF), fragmentos de manchas (FRAG-MF) e fragmentos de floresta contínua (FRAG-FC). Os tipos de manchas foram caracterizados quanto à estrutura (forma e área) e contexto (contraste de borda, distância de floresta contínua, de vias e de centros urbanos) e as diferenças entre os tipos foram testadas por meio de análises de variância multivariada. Para a análise de probabilidade de ocorrência de MF em relação às características topográficas e à distância de área fonte, utilizamos uma análise de regressão logística múltipla, sendo os coeficientes e a performance do modelo testados por distintos métodos. Os resultados indicaram que os três tipos de manchas diferem significativamente entre si, sendo os fragmentos maiores e com formas mais complexas que as manchas. As MF se caracterizam pela forma regular, com tendência arredondada. Os FRAG-FC se encontram mais próximos de floresta contínua, vias e centros urbanos que os demais tipos. Ou seja, as características de estrutura e contexto das manchas nos permitiram diferenciar as MF dos fragmentos florestais. Com relação ao modelo de distribuição das MF, foi observado que a maior probabilidade de ocorrência de MF está associada aos locais de declividade suave, distantes de talvegues, distantes da floresta contínua e em terrenos orientados para o sul e o oeste. As condições locais de umidade que parecem influenciar a presença de MF são as encostas orientadas para o sul e oeste. Através do modelo, verificou-se uma concordância de 64% entre os locais preditos pelo modelo e os locais de ocorrência observada. A hipótese de que o processo de expansão florestal não ocorre uniformemente na paisagem se sustenta, uma vez que existem características de relevo que tornam certos locais mais favoráveis à ocorrência de manchas florestais do que outros. / Ecological and anthropogenic processes interact and produce structural vegetation patterns that can in turn act upon ecological processes, since they are influenced by landscape structure and context. The southern Brazilian Plateau (Planalto das Araucárias) is a mosaic landscape where forest patches occur in a grassland matrix as a result natural forest expansion. This process probably does not take place uniformly at the landscape, due to the heterogeneous topography and proximity of source areas (continuous forest). The landscape patterns are based on natural processes that shape the landscape (natural forest patches) and on their modification by anthropogenic activities (forest fragments). This study, had two main objectives. The first objective was to identify and distinguish types of forest patches using metrics of patch structure and context in the landscape. The second one was to evaluate the hypothesis that forest patch occurrence is a response to landscape humidity patterns mediated by terrain slope, solar orientation and talweg proximity. This was done by spatially modeling the probability of forest patch presence in the study area. We compared a 2002 land cover map with a past, pre-european settlement, land use map to identify: continuous forest, natural forest patches (MF), fragments of forest patches (FRAG-MF) and fragments of continous forest (FRAG-FC). Each of these patch types was described in terms of structure (shape and area) and context (edge contrast, distance from continous forest, distance from roads, and distance from urban areas), and the diferences among them were tested by a MANOVA. To model the probability of forest patch occurrence as a function of topographic features and distance from source areas, we used a multiple logistic regression. The results indicated that the all three types of forest patches differed significantly. Fragments tend to be larger and more complex in shape than natural patches, which tend to present a more regular, roundish shape. Fragments of continuous forest are closer to the continuous forests, to roads and urban areas, than are other patch types (FRAG-MF and MF), i.e., natural forest patches could be distinguished from fragmented patches on the basis of their structure and landscape context. The model of MF presence probability showed that higher probabilities are associated to low declivity, south and westward orientated sites, distant from talwegs and from continuous forests. The local moisture conditions that influenced the occurrence of MF are the south and westward aspects. There was a 64% concordance between presence sites predicted by the model and actual observed presence sites. The results provided evidence for the hypothesis that forest expansion is not uniform across the landscape, since topographic features make some sites more favorable than others to the establishment of forest patches.

Processos ecológicos e antrópicos interagem e produzem padrões estruturais de manchas de vegetação, os quais, por sua vez, atuam sobre os processos ecológicos devido à influência da estrutura e do contexto da paisagem sobre estes processos. A região do Planalto das Araucárias se caracteriza por uma paisagem em mosaico, onde manchas florestais se misturam à matriz campestre, como resultado de um processo natural de expansão florestal. É provável que este processo não ocorra uniformemente na paisagem, dadas as características de relevo e a proximidade de áreas fontes (floresta contínua). Os padrões estruturais de manchas florestais estão baseados no processo natural de formação da paisagem (manchas) e na alteração desses por antropização (fragmentos). Este estudo inicialmente objetivou identificar e diferenciar tipos de manchas florestais através de características estruturais e de contexto na paisagem. Posteriormente, foi avaliada a hipótese de que a ocorrência das manchas florestais seja uma resposta aos padrões de umidade do solo, mediados pela declividade do terreno, orientação solar sul e proximidade de talvegues, através de um modelo espacial de probabilidade de ocorrência de manchas para a região de estudo. Para tanto, comparamos o mapa de uso e cobertura do solo (ano base 2002) com o mapa de vegetação pretérita buscando diferenciar: floresta contínua, manchas florestais (MF), fragmentos de manchas (FRAG-MF) e fragmentos de floresta contínua (FRAG-FC). Os tipos de manchas foram caracterizados quanto à estrutura (forma e área) e contexto (contraste de borda, distância de floresta contínua, de vias e de centros urbanos) e as diferenças entre os tipos foram testadas por meio de análises de variância multivariada. Para a análise de probabilidade de ocorrência de MF em relação às características topográficas e à distância de área fonte, utilizamos uma análise de regressão logística múltipla, sendo os coeficientes e a performance do modelo testados por distintos métodos. Os resultados indicaram que os três tipos de manchas diferem significativamente entre si, sendo os fragmentos maiores e com formas mais complexas que as manchas. As MF se caracterizam pela forma regular, com tendência arredondada. Os FRAG-FC se encontram mais próximos de floresta contínua, vias e centros urbanos que os demais tipos. Ou seja, as características de estrutura e contexto das manchas nos permitiram diferenciar as MF dos fragmentos florestais. Com relação ao modelo de distribuição das MF, foi observado que a maior probabilidade de ocorrência de MF está associada aos locais de declividade suave, distantes de talvegues, distantes da floresta contínua e em terrenos orientados para o sul e o oeste. As condições locais de umidade que parecem influenciar a presença de MF são as encostas orientadas para o sul e oeste. Através do modelo, verificou-se uma concordância de 64% entre os locais preditos pelo modelo e os locais de ocorrência observada. A hipótese de que o processo de expansão florestal não ocorre uniformemente na paisagem se sustenta, uma vez que existem características de relevo que tornam certos locais mais favoráveis à ocorrência de manchas florestais do que outros. / Ecological and anthropogenic processes interact and produce structural vegetation patterns that can in turn act upon ecological processes, since they are influenced by landscape structure and context. The southern Brazilian Plateau (Planalto das Araucárias) is a mosaic landscape where forest patches occur in a grassland matrix as a result natural forest expansion. This process probably does not take place uniformly at the landscape, due to the heterogeneous topography and proximity of source areas (continuous forest). The landscape patterns are based on natural processes that shape the landscape (natural forest patches) and on their modification by anthropogenic activities (forest fragments). This study, had two main objectives. The first objective was to identify and distinguish types of forest patches using metrics of patch structure and context in the landscape. The second one was to evaluate the hypothesis that forest patch occurrence is a response to landscape humidity patterns mediated by terrain slope, solar orientation and talweg proximity. This was done by spatially modeling the probability of forest patch presence in the study area. We compared a 2002 land cover map with a past, pre-european settlement, land use map to identify: continuous forest, natural forest patches (MF), fragments of forest patches (FRAG-MF) and fragments of continous forest (FRAG-FC). Each of these patch types was described in terms of structure (shape and area) and context (edge contrast, distance from continous forest, distance from roads, and distance from urban areas), and the diferences among them were tested by a MANOVA. To model the probability of forest patch occurrence as a function of topographic features and distance from source areas, we used a multiple logistic regression. The results indicated that the all three types of forest patches differed significantly. Fragments tend to be larger and more complex in shape than natural patches, which tend to present a more regular, roundish shape. Fragments of continuous forest are closer to the continuous forests, to roads and urban areas, than are other patch types (FRAG-MF and MF), i.e., natural forest patches could be distinguished from fragmented patches on the basis of their structure and landscape context. The model of MF presence probability showed that higher probabilities are associated to low declivity, south and westward orientated sites, distant from talwegs and from continuous forests. The local moisture conditions that influenced the occurrence of MF are the south and westward aspects. There was a 64% concordance between presence sites predicted by the model and actual observed presence sites. The results provided evidence for the hypothesis that forest expansion is not uniform across the landscape, since topographic features make some sites more favorable than others to the establishment of forest patches.

A diversidade beta pode ser definida como a mudança na composição de espécies entre locais em uma determinada área geográfica. Quantificar a contribuição relativa dos diferentes fatores que a afetam é essencial para entender como é mantida a diversidade das comunidades. Nosso estudo tem foco na vegetação lenhosa da região do Alto Camaquã, sul do Brasil (ca.30-31° S, 52-54° W), que está inserida no bioma Pampa e é caracterizada por ampla heterogeneidade ambiental com mosaicos de floresta e campo naturais. Com o objetivo de responder quais fatores tem mais influência na estruturação da comunidade de plantas lenhosas dessa região, distribuímos sistematicamente 60 unidades amostrais onde foram levantadas todas as espécies de plantas lenhosas. Primeiramente particionamos a diversidade beta através de RDA parcial e verificamos que as variáveis ambientais – que incluem variáveis climáticas, topográficas e edáficas – explicaram 28,4% da variação na composição de espécies, a distância geográfica explicou 16,6%, 14,7% foi compartilhado entre os dois componentes e 40,3% permaneceu não explicado. Com isso ficou claro que fatores determinísticos são mais importantes na estruturação das comunidades lenhosas. Em uma posterior análise de árvore de regressão multivariada, as variáveis climáticas foram selecionadas como as mais influentes. Além disso, a região de estudo é uma das mais bem conservadas do Estado. Portanto, em um segundo momento, investigamos a influência de fatores adicionais na diversidade beta das comunidades lenhosas, considerando o histórico de 300 anos de presença de manejo com pecuária familiar do Alto Camaquã. A partir de dados de um zoneamento agroecológico, exploramos a influência das diferentes tipologias de pecuária sobre dois estratos das comunidades de plantas lenhosas, plântulas e adultos, controlando o efeito da variação climática através de correlações matriciais. Encontramos que o manejo não está relacionado com o turnover de espécies de plântulas, contudo explica 12% da variação da diversidade beta de arbóreas. Concluímos, portanto, que a heterogeneidade climática da região gera heterogeneidade ambiental, sendo esta a principal determinante da diversidade das comunidades, apesar de processos neutros também influenciarem, em menor proporção. A presença do manejo não afeta de forma equitativa a comunidade de plantas lenhosas, contribuindo para a heterogeneidade florística da região. / Beta diversity can be defined as the shift in species composition among sites in a geographical area of interest. Quantifying the relative contributions of different processes that affect beta diversity is essential for understanding how diversity is maintained in communities. Our study focuses on the woody vegetation of the Alto Camaquã region, southernmost Brazil (c. 30-31° S, 52-54° W), which is within the domain of the Pampa biome and presents wide environmental heterogeneity showing natural forest-grassland patches. Aiming to answer which factors are most influential in the structuring of the woody plant communities, we systematically placed 60 sampling plots throughout the study area for vegetation survey. We partitioned beta diversity through partial RDA and verified that the environmental variables - which include climatic, topographic and edaphic variables - explained 28.4% of the variation in species composition, geographic distance accounted for 16.6%, 14.7% was shared between the two components and 40.3% of the variation remained unexplained. The deterministic processes are clearly the most important in structuring the woody communities. Further analysis using multivariate regression tree selected the climatic variables as the most influential. The study region shows a well conserved physiognomy, regardless of its 300-years history of land use for family cattleraising; hence in a second moment we investigated additional factors affecting diversity patterns of the plant communities surveyed, starting from available agroecological zoning data for land management. We explored the effect of the different typologies of family cattle-raising over two strata of the woody vegetation community, seedling and adult plants, controlling the effect of climate heterogeneity using matrix correlations (partial Mantel tests). We found that land management is not correlated with the species turnover of seedlings, yet explains 12% of the variation in the adult plants beta diversity. We concluded, hence, that climatic heterogeneity creates habitat heterogeneity, being the main determinant of community diversity, although neutral processes are also influent. Land management does not affect the woody plant community evenly, thus contributing to the floristic heterogeneity of the region.

The objective was to model on a scale spatiotemporal dynamics of rangeland vegetation types characterized by functional when subjected to different disorders, aiming to predict patterns in the vegetation inventory for future analysis of the fractal dimension associated with the model of cellular automata. So, initially evaluated the use of fractal analysis as a tool to determine patterns in a reduced scale of grazing on natural pastures under different managements. The experiment evaluated the effect of grazing and burning disturbances applied in two relief positions in a natural grassland located in Santa Maria-RS. Another area located in Bagé-RS assesses the improvement of natural grassland with the introduction of ryegrass, white clover and birdsfoot trefoil. The diversity of the pasture was derived by Shannon and Equitabilidade indices. The information fractal dimension was calculated by regression between the Shannon index(ε) and ε natural algorithm, and the slope of the fractal dimension information. The results showed that the fractal dimension can be a tool for determining patterns in plant community in small-scale grazing. The limitation of this technique to small scales is the need for a greater number of repetitions. Secondly, we validated a model is spatially explicit empirical predictive vegetation dynamics of a natural grassland subjected to different disorders based on cellular automata using the approach of plant functional types by comparing the model predictions with actual observations of experiments. The simulations were performed in two temporal and spatial scales, small and large. The temporal resolution of monthly simulation was considered when the spatial dimension was 0.0625 square meters, featuring a reduced scale. A wide range was considered when the temporal resolution was annual and the spatial dimension was 306.25 m². The factors were: grazing, absence and presence, he burns the absence and presence and position of relief, slope and lowland. The model consists of a three-dimensional array, the first being characterized by the temporal dimension and the second and third, representing flat two-dimensional space, each cell being a PFT, which changes with each step in time as the composition of cell itself and the eight neighboring cells. The model evaluated proved to be efficient in predicting the dynamics of natural grassland vegetation can be used to simulate different scenarios. However, the limitation of the model is correct in determining the level of disturbance. Finally, we introduced the fractal dimension to the previously mentioned model and simulated the effect of grazing management of the biennial burns or every three years, with each simulation corresponded to 100 iterations with a spatial resolution of 306.25 m² and temporal equal to one year. The level of disturbance adopted to characterize both the grazing and burning was 0.18. In the treatments with burns, the years when it was used the level of disorder was 0.36, corresponding to the sum of grazing disturbance and burning. The treatments were evaluated in relation to two situations of environmental resources (and with great restraint). The evaluation of fractal dimension in spatially explicit model based on cellular automata has proven to be a viable tool to determine patterns and dynamics of plant communities regardless of scale. The model does not adequately simulated the colonization of species, this being a key topic for future studies that use this approach. The use of only two functional types allowed better visualization of results. The determination of the amount of functional types to be used in the simulation will depend on further investigations. / O objetivo deste trabalho foi modelar em uma escala espaço-temporal a dinâmica vegetacional de pastagens naturais caracterizada por tipos funcionais quando submetidas a diferentes distúrbios, visando predizer padrões na vegetação de inventários futuros pela análise da dimensão fractal associada ao modelo de autômatos celulares. Assim, inicialmente avaliou-se o emprego da análise fractal como ferramenta na determinação de padrões em uma escala reduzida de pastejo sobre pastagens naturais submetidas a diferentes manejos. O experimento avaliou o efeito dos distúrbios pastejo e queima, aplicados em duas posições de relevo, em uma pastagem natural localizada em Santa Maria-RS. Outra área avaliada localizou-se em Bagé-RS onde foram introduzidos azevém, trevo branco e cornichão na pastagem natural. A diversidade da pastagem foi obtida pelos índices de Shannon e Equitabilidade. A informação da dimensão fractal foi calculada pela regressão entre o índice de Shannon(ε) e o algoritmo natural de ε, sendo a inclinação da linha a informação da dimensão fractal. Os resultados demonstraram que a dimensão fractal pode ser uma ferramenta na determinação de padrões na comunidade vegetal na escala reduzida de pastejo. A limitação do emprego desta técnica para escalas reduzidas é a necessidade de um número maior de repetições. Num segundo momento, validou-se um modelo espacialmente explícito empírico e preditivo da dinâmica vegetacional de uma pastagem natural submetida a diferentes distúrbios. Esse foi baseado em autômatos celulares, utilizando a abordagem de tipos funcionais de plantas, através da comparação das predições do modelo com observações reais de experimentos. As simulações foram realizadas em duas escalas temporais e espaciais, reduzida e ampla. A resolução temporal da simulação foi mensal quando a dimensão espacial considerada foi de 0,0625 m², caracterizando a escala reduzida. A escala ampla foi considerada quando a resolução temporal foi anual e a dimensão espacial foi de 306,25 m². Os fatores testados foram: pastejo, ausência e presença; queima, ausência e presença e posição de relevo, encosta e baixada. O modelo é formado por uma matriz representando duas dimensões espaciais planas, sendo cada célula um PFT, a qual se altera a cada passo no tempo conforme a composição da própria célula e de oito células vizinhas. O modelo avaliado demonstrou eficiência na predição da dinâmica da vegetação da pastagem natural podendo ser utilizado para simular diferentes cenários. Entretanto, a limitação do modelo está na correta determinação do nível de distúrbio. Por fim, avaliou-se a dimensão fractal ao modelo citado anteriormente e simulou-se o efeito do pastejo no manejo da queima bianual ou a cada três anos, sendo que cada simulação correspondeu a 100 iterações com resolução espacial de 306,25 m² e temporal igual a um ano. O nível de distúrbio adotado para caracterizar tanto o pastejo como a queima foi de 0,18. Nos tratamentos com queima, nos anos em que ela foi utilizada, o nível de distúrbio foi de 0,36, correspondendo a soma dos distúrbios pastejo e queima. Os tratamentos foram avaliados em relação a duas situações de recurso ambiental (ótimo e com restrição). A avaliação da dimensão fractal em modelo espacialmente explícitos baseados em autômatos celulares demonstrou ser uma ferramenta viável na determinação de padrões e da dinâmica da comunidade vegetal independente da escala. O modelo não simulou adequadamente a colonização de espécies, sendo este um tema fundamental para futuros trabalhos que utilizarem esta abordagem. A utilização de apenas dois tipos funcionais permitiu uma melhor visualização dos resultados. A determinação da quantidade de tipos funcionais a serem utilizados na simulação dependerá de futuras investigações.

A diversidade beta pode ser definida como a mudança na composição de espécies entre locais em uma determinada área geográfica. Quantificar a contribuição relativa dos diferentes fatores que a afetam é essencial para entender como é mantida a diversidade das comunidades. Nosso estudo tem foco na vegetação lenhosa da região do Alto Camaquã, sul do Brasil (ca.30-31° S, 52-54° W), que está inserida no bioma Pampa e é caracterizada por ampla heterogeneidade ambiental com mosaicos de floresta e campo naturais. Com o objetivo de responder quais fatores tem mais influência na estruturação da comunidade de plantas lenhosas dessa região, distribuímos sistematicamente 60 unidades amostrais onde foram levantadas todas as espécies de plantas lenhosas. Primeiramente particionamos a diversidade beta através de RDA parcial e verificamos que as variáveis ambientais – que incluem variáveis climáticas, topográficas e edáficas – explicaram 28,4% da variação na composição de espécies, a distância geográfica explicou 16,6%, 14,7% foi compartilhado entre os dois componentes e 40,3% permaneceu não explicado. Com isso ficou claro que fatores determinísticos são mais importantes na estruturação das comunidades lenhosas. Em uma posterior análise de árvore de regressão multivariada, as variáveis climáticas foram selecionadas como as mais influentes. Além disso, a região de estudo é uma das mais bem conservadas do Estado. Portanto, em um segundo momento, investigamos a influência de fatores adicionais na diversidade beta das comunidades lenhosas, considerando o histórico de 300 anos de presença de manejo com pecuária familiar do Alto Camaquã. A partir de dados de um zoneamento agroecológico, exploramos a influência das diferentes tipologias de pecuária sobre dois estratos das comunidades de plantas lenhosas, plântulas e adultos, controlando o efeito da variação climática através de correlações matriciais. Encontramos que o manejo não está relacionado com o turnover de espécies de plântulas, contudo explica 12% da variação da diversidade beta de arbóreas. Concluímos, portanto, que a heterogeneidade climática da região gera heterogeneidade ambiental, sendo esta a principal determinante da diversidade das comunidades, apesar de processos neutros também influenciarem, em menor proporção. A presença do manejo não afeta de forma equitativa a comunidade de plantas lenhosas, contribuindo para a heterogeneidade florística da região. / Beta diversity can be defined as the shift in species composition among sites in a geographical area of interest. Quantifying the relative contributions of different processes that affect beta diversity is essential for understanding how diversity is maintained in communities. Our study focuses on the woody vegetation of the Alto Camaquã region, southernmost Brazil (c. 30-31° S, 52-54° W), which is within the domain of the Pampa biome and presents wide environmental heterogeneity showing natural forest-grassland patches. Aiming to answer which factors are most influential in the structuring of the woody plant communities, we systematically placed 60 sampling plots throughout the study area for vegetation survey. We partitioned beta diversity through partial RDA and verified that the environmental variables - which include climatic, topographic and edaphic variables - explained 28.4% of the variation in species composition, geographic distance accounted for 16.6%, 14.7% was shared between the two components and 40.3% of the variation remained unexplained. The deterministic processes are clearly the most important in structuring the woody communities. Further analysis using multivariate regression tree selected the climatic variables as the most influential. The study region shows a well conserved physiognomy, regardless of its 300-years history of land use for family cattleraising; hence in a second moment we investigated additional factors affecting diversity patterns of the plant communities surveyed, starting from available agroecological zoning data for land management. We explored the effect of the different typologies of family cattle-raising over two strata of the woody vegetation community, seedling and adult plants, controlling the effect of climate heterogeneity using matrix correlations (partial Mantel tests). We found that land management is not correlated with the species turnover of seedlings, yet explains 12% of the variation in the adult plants beta diversity. We concluded, hence, that climatic heterogeneity creates habitat heterogeneity, being the main determinant of community diversity, although neutral processes are also influent. Land management does not affect the woody plant community evenly, thus contributing to the floristic heterogeneity of the region.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Understanding the dynamics of vegetation could facilitate decision making and adoption of new management practices, seeking a better use of available resources in areas of natural grassland. This study aimed to evaluate the dynamics of a natural grassland vegetation subject to grazing and fertilization, in four different locations in the counties of Pinheiro Machado and Piratini, located in the upper basin region of Rio Camaquã. The treatments were a combination of the above factors. The estimation of species composition and biomass followed BOTANAL field method procedures, with some adjustments. There was a change in vegetation dynamics in the treatments as a response of the interaction of evaluation period, fertilization and grazing, showing a divergence of the trajectories of vegetation and there is no clear distinction of functional types. There was not a clear association between the functional types and environmental variables. The diversity and evenness of species were quantified using the Shannon and equitability indexes. There were no significant differences between different fertilization, but for grazing, there was a significant difference between the evaluation periods. Areas subjected to controlled grazing, show a tendency to increase the diversity of species compared to areas subjected to continuous grazing. The use of controlled grazing had a positive influence on species diversity. / A compreensão da dinâmica vegetacional pode facilitar as tomadas de decisões a adoção de novas práticas de manejo, visando um melhor aproveitamento dos recursos disponíveis em áreas de pastagem natural. Este estudo teve como objetivo avaliar a dinâmica vegetacional de uma pastagem natural submetida aos fatores adubação e pastejo, em quatro locais diferentes, nos municípios de Pinheiro Machado e Piratini, localizados no terço superior da bacia região do Rio Camaquã. Os tratamentos foram constituídos pela associação dos fatores acima. As estimativas da composição de espécies e suas respectivas biomassas seguiram os procedimentos de campo do método BOTANAL, com algumas adaptações. Visando gerar hipóteses sobre os efeitos dos tratamentos, foram utilizadas análises multivariadas para os dados de dinâmica de espécies e tipos funcionais. A diversidade e uniformidade de espécies foram quantificadas através dos índices de Shannon e da equitabilidade. Houve uma mudança na dinâmica vegetacional em função dos efeitos compostos pelos fatores períodos de avaliação, adubação e pastoreio, indicada por uma divergência nas trajetórias da vegetação. Não foi evidenciada uma associação nítida entre os tipos funcionais e as variáveis ambientais. A diversidade e uniformidade de espécies foram quantificadas através dos índices de Shannon e da equitabilidade. Não foram observadas diferenças significativas entre as diferentes adubações, para o pastejo, houve diferença significativa na comparação entre os períodos de avaliação. Áreas submetidas a pastoreio controlado demonstraram uma tendência ao aumento da diversidade de espécies, quando comparadas a áreas submetidas a pastoreio contínuo e sem controle que apresentaram valores menores.

A diversidade beta pode ser definida como a mudança na composição de espécies entre locais em uma determinada área geográfica. Quantificar a contribuição relativa dos diferentes fatores que a afetam é essencial para entender como é mantida a diversidade das comunidades. Nosso estudo tem foco na vegetação lenhosa da região do Alto Camaquã, sul do Brasil (ca.30-31° S, 52-54° W), que está inserida no bioma Pampa e é caracterizada por ampla heterogeneidade ambiental com mosaicos de floresta e campo naturais. Com o objetivo de responder quais fatores tem mais influência na estruturação da comunidade de plantas lenhosas dessa região, distribuímos sistematicamente 60 unidades amostrais onde foram levantadas todas as espécies de plantas lenhosas. Primeiramente particionamos a diversidade beta através de RDA parcial e verificamos que as variáveis ambientais – que incluem variáveis climáticas, topográficas e edáficas – explicaram 28,4% da variação na composição de espécies, a distância geográfica explicou 16,6%, 14,7% foi compartilhado entre os dois componentes e 40,3% permaneceu não explicado. Com isso ficou claro que fatores determinísticos são mais importantes na estruturação das comunidades lenhosas. Em uma posterior análise de árvore de regressão multivariada, as variáveis climáticas foram selecionadas como as mais influentes. Além disso, a região de estudo é uma das mais bem conservadas do Estado. Portanto, em um segundo momento, investigamos a influência de fatores adicionais na diversidade beta das comunidades lenhosas, considerando o histórico de 300 anos de presença de manejo com pecuária familiar do Alto Camaquã. A partir de dados de um zoneamento agroecológico, exploramos a influência das diferentes tipologias de pecuária sobre dois estratos das comunidades de plantas lenhosas, plântulas e adultos, controlando o efeito da variação climática através de correlações matriciais. Encontramos que o manejo não está relacionado com o turnover de espécies de plântulas, contudo explica 12% da variação da diversidade beta de arbóreas. Concluímos, portanto, que a heterogeneidade climática da região gera heterogeneidade ambiental, sendo esta a principal determinante da diversidade das comunidades, apesar de processos neutros também influenciarem, em menor proporção. A presença do manejo não afeta de forma equitativa a comunidade de plantas lenhosas, contribuindo para a heterogeneidade florística da região. / Beta diversity can be defined as the shift in species composition among sites in a geographical area of interest. Quantifying the relative contributions of different processes that affect beta diversity is essential for understanding how diversity is maintained in communities. Our study focuses on the woody vegetation of the Alto Camaquã region, southernmost Brazil (c. 30-31° S, 52-54° W), which is within the domain of the Pampa biome and presents wide environmental heterogeneity showing natural forest-grassland patches. Aiming to answer which factors are most influential in the structuring of the woody plant communities, we systematically placed 60 sampling plots throughout the study area for vegetation survey. We partitioned beta diversity through partial RDA and verified that the environmental variables - which include climatic, topographic and edaphic variables - explained 28.4% of the variation in species composition, geographic distance accounted for 16.6%, 14.7% was shared between the two components and 40.3% of the variation remained unexplained. The deterministic processes are clearly the most important in structuring the woody communities. Further analysis using multivariate regression tree selected the climatic variables as the most influential. The study region shows a well conserved physiognomy, regardless of its 300-years history of land use for family cattleraising; hence in a second moment we investigated additional factors affecting diversity patterns of the plant communities surveyed, starting from available agroecological zoning data for land management. We explored the effect of the different typologies of family cattle-raising over two strata of the woody vegetation community, seedling and adult plants, controlling the effect of climate heterogeneity using matrix correlations (partial Mantel tests). We found that land management is not correlated with the species turnover of seedlings, yet explains 12% of the variation in the adult plants beta diversity. We concluded, hence, that climatic heterogeneity creates habitat heterogeneity, being the main determinant of community diversity, although neutral processes are also influent. Land management does not affect the woody plant community evenly, thus contributing to the floristic heterogeneity of the region.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aimed to evaluate different alternatives for management of natural pasture. Vegetation dynamics was evaluated for a period of six years in a natural pasture, submitted along 16 years to fire and grazing treatments. Furthermore, we evaluated the production and behavior of beef heifers from 12 to 18 months of age, maintained on natural pasture under two grazing frequencies. In the first experiment, the treatments consisted of a combination of burning factors (presence or absence) and grazing (presence or absence), in concave and convex slope positions, in a completely randomized design with factorial arrangement of four treatments and two topographic positions. Rotational grazing was used, with intervals calculated by the thermal time (760 degree days) necessary for the emergence of four leaves of Paspalum notatum and Andropogon lateralis. Burning was performed at the end of winter in a bimodal fashion. The treatments excluded from disturbances had a behavior atypical due to a burning caused by a lightning leading vegetation to a succession process. The grazed treatments had a stable prevalence of Paspalum notatum, on concave slope and its association with Andropogon lateralis, in convex slope. Natural grassland proved to be resilient to burning and grazing. However, the use of burning and grazing on concave slope areas can cause a reduction in vegetation diversity. In the second experiment, we evaluated the effect of two defoliation intervals, 375 and 750 degree days (DD), on the productive performance of beef heifers maintained on natural pasture under rotational grazing in the growing season of 2010 and 2011. The experimental design was completely randomized with two treatments and three replications. We evaluated the forage mass, height, green material and dead material in pasture. The performance measurements in animals were evaluated stocking rate, average daily gain and gain/ha. The greatest height, mass of green material, dead material and forage mass were observed in 750 DD treatment. Treatment with 375 DD presented a higher percentage of green material in relation to herbage mass. The highest average daily gain and gain per area were observed in the treatment 375 DD. The shortest interval between grazing permits satisfactory performance in rearing of beef heifers, since the natural pasture is managed with green material above 1500 kg DM/ha and grazing periods lower than three days. In the third experiment were related parameters and performance of grazing animal and its ingestive behavior. Ingestive behavior of heifers was measured as times of grazing, ruminating and resting, bite rate, bites per feeding station, feeding stations per minute, displacement rates by stations and time. The multiple regression equations had coefficients of determination of 48, 68 and 89% for grazing time, average daily gain and gain/ha. The average temperature, day of occupation, number of bites/min and bits per season were the best predictors of ingestive behavior of beef heifers grazing on natural grassland. / Este trabalho teve por objetivo avaliar alternativas de manejo de pastagem natural. Foi avaliada a dinâmica da vegetação por um período de seis anos de uma pastagem natural, submetida ao longo de 16 anos a tratamentos de fogo e pastejo. Além disso, foram avaliadas a produção e o comportamento de novilhas de corte dos 12 aos 18 meses de idade, mantidas em pastagem natural sob duas frequências de desfolha. No primeiro experimento, os tratamentos foram constituídos da associação dos fatores queima (presença ou ausência) e pastejo (presença ou ausência), nas posições de encosta e baixada, num delineamento completamente casualizado com arranjo fatorial de quatro tratamentos e duas posições topográficas. O pastejo foi rotacionado, com intervalos calculados pela soma térmica acumulada (760 graus dia) necessária para o surgimento de quatro folhas das espécies Paspalum notatum e Andropogon lateralis. A queima foi realizada ao final do inverno de forma bimodal. Os tratamentos excluídos de distúrbios tiveram um comportamento atípico devido a uma queima provocada por um raio levando a vegetação a um processo de sucessão. Os tratamentos pastejados foram estáveis com um predomínio das espécies Paspalum notatum, na encosta e de uma associação desta com Andropogon lateralis, na baixada. A pastagem natural mostrou-se resiliente a queima e ao pastejo. Entretanto, o uso da queima e pastejo, em áreas de encosta, pode causar redução na diversidade da vegetação. No segundo experimento foi avaliado o efeito de dois intervalos entre desfolhas de 375 e 750 graus dia (GD), sobre o desempenho produtivo de novilhas de corte mantidas em pastagem natural sob pastoreio rotacionado, na estação de crescimento entre 2010 e 2011. O delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado com dois tratamentos e três repetições. Foram avaliados a massa de forragem, altura, material verde e material morto na pastagem. As medidas de desempenho nos animais foram a carga animal, ganho médio diário e ganho/ha. As maiores altura, massa de material verde, material morto e massa de forragem total foram observados com 750 GD. No tratamento com 375 GD foi observado maior percentual de material verde em relação à massa de forragem. Os maiores ganho médio diário e ganho por área foram observados no tratamento 375 GD. O menor intervalo entre pastoreios permite desempenho satisfatório na recria de novilhas de corte, desde que a pastagem natural seja manejada com material verde superior a 1500 kg de MS/ha e com períodos de ocupação de no máximo três dias. No terceiro experimento, foram relacionados os parâmetros da pastagem e de desempenho animal com o comportamento ingestivo dos animais. O comportamento ingestivo das novilhas foi medido pelos tempos de pastejo, de ruminação e de ócio, taxa de bocados, bocados por estação alimentar, estações alimentares por minuto, taxas de deslocamento e tempo por estação. As equações de regressão múltipla apresentaram coeficientes de determinação de 48, 68 e 89% para tempo de pastejo, ganho médio diário e ganho/ha, respectivamente. A temperatura média, os dias de ocupação, número de bocados/min e bocados por estação foram os melhores preditores do comportamento ingestivo das novilhas de corte em pastagem natural.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Plant functional types defined from morphological attributes are fundamental to understanding functioning of grasslands communities. Thus, to build a classification based solely on grasses (family of greater biomass contribution), it is necessary for increasing the knowledge about complex ecosystems. This work aims to characterize vegetation dynamics by species and by functional types of grasses of two RS physiographic regions (Depressão Central-Santa Maria and Campanha-Bagé) under different managements. The evaluated treatments were: natural pasture and natural pasture overseeded with cool season species (Bagé) and natural pasture submitted to burning and grazing treatments (Santa Maria). For this, permanent transects were used in order to represent the different communities at paddock level. Vegetation dynamics was evaluated using procedures of BOTANAL method. Tillers of grasses with contributions exceeding 3% of total aboveground biomass were collected for subsequent measurement of the attributes specific leaf area (AFE) and leaves dry matter content (TMS). Burned treatments presented greater contribution of Andropogon lateralis, while in grazed treatments there was a greater species diversity. Introduction of cool season species combined with fertilizer promotes an increase of species characterized by resources´ capture. TMS was more stable for species linked to capturing resources strategy and AFE was more robust for species characterized by resources conservation. Therefore, until a regional data basis were developed, it is recommended to use both attributes for future research. / Tipos funcionais de plantas definidos a partir de atributos morfológicos são fundamentais para o entendimento do funcionamento de comunidades campestres. Desta maneira, a construção de uma tipologia baseada apenas em gramíneas (família de maior contribuição), torna-se necessária para o avanço do conhecimento sobre ecossistemas complexos. Este trabalho tem por objetivo caracterizar duas regiões fisiográficas do RS (Depressão Central-Santa Maria e Campanha-Bagé) sob distintos manejos quanto à dinâmica vegetacional por espécies e por tipos funcionais de gramíneas. Os tratamentos avaliados foram: pastagem natural e pastagem natural com introdução de espécies hibernais (Bagé) e pastagem natural submetida a tratamentos de queima e pastejo (Santa Maria). Para isto, foram dispostas transectas fixas de modo a representar as diferentes comunidades em nível de potreiro. Foi avaliada a dinâmica vegetacional utilizando os procedimentos do método BOTANAL. Foram coletados afilhos das gramíneas com contribuição superior a 3% da biomassa aérea total para posterior medida dos atributos área foliar específica (AFE) e teor de matéria seca da folha (TMS). Os tratamentos queimados tiveram maior contribuição de Andropogon lateralis, enquanto nos tratamentos pastejados houve uma maior diversidade de espécies. A introdução de espécies de estação fria, aliada à adubação, promove um acréscimo das espécies caracterizadas por captura de recursos. O TMS se mostrou mais estável para espécies ligadas à estratégia de captura de recursos e a AFE mais robusta para as espécies caracterizadas pela conservação de recursos. Por tanto, até que se desenvolva uma base regional de dados, recomenda-se que futuras pesquisas continuem a utilizar os dois atributos.