O histórico processo de destruição da cobertura vegetal das florestas tropicais restringiu parte significativa das formações naturais deste bioma a fragmentos florestais pequenos e isolados. Nesse contexto, espécies ruderais de lianas podem se proliferar e rapidamente cobrir o dossel da floresta, prejudicando os indivíduos arbóreos e estagnando ou até mesmo regredindo os processos de sucessão florestal. O presente trabalho busca analisar as barreiras ecológicas que impedem a sucessão florestal em fragmentos florestais degradados dominados por lianas hiperabundantes, fornecer subsídios para estratégias de intervenção visando à restauração da estrutura e composição destes fragmentos e avaliar os efeitos iniciais do corte de lianas na dinâmica e crescimento da comunidade arbórea florestal. Para isso, foram instaladas 35 parcelas em um fragmento de floresta estacional semidecidual degradado e isolado pertencente ao bioma da Mata Atlântica, sendo cinco parcelas instaladas em setores menos degradados, e 30 em setores degradados dominados por lianas hiperabundantes. Destas 30 parcelas, cortaram-se todas as lianas em 20 parcelas, e avaliou-se a chegada de sementes, emergência e estabelecimento de plântulas e crescimento dos indivíduos arbóreos comparativamente entre parcelas com e sem manejo de lianas. Parâmetros da comunidade arbórea foram correlacionados com a densidade de lianas a fim de entender as relações entre estas formas de vida. O tempo necessário para o manejo de lianas foi quantificado e correlacionado com parâmetros da floresta a fim de entender quais fatores afetam o rendimento operacional desta atividade e o plantio de mudas foi testado em parcelas com e sem lianas, como técnica complementar ao manejo. Por fim, analisou-se o efeito do corte de lianas na produção de serapilheira, abertura de dossel, mortalidade dos indivíduos arbóreos e estocagem de carbono na parte aérea dos indivíduos arbóreos. Lianas não afetam a chegada de sementes ou a emergência de plântulas em fragmentos florestais degradados, porém diminuem o estabelecimento de plântulas pioneiras (provavelmente por sombreamento); no entanto, indivíduos arbóreos pioneiros compartilham habitat com as lianas, enquanto que espécies não-pioneiras têm a estrutura e diversidade de suas populações correlacionadas negativamente com a densidade de lianas. A quantidade de homens-hora para o corte de lianas em fragmentos degradados é muito maior que valores estimados para fragmentos florestais conservados, e é inversamente correlacionada com a densidade e área basal das lianas e positivamente relacionado com a densidade e área basal dos indivíduos arbóreos. O corte de lianas alterou a abertura do dossel no curto prazo e a produção de serapilheira, além de aumentar a estocagem de carbono para indivíduos arbóreos menores. O corte de lianas não afetou a mortalidade dos indivíduos arbóreos. Lianas hiperabundantes podem estagnar e até mesmo retroceder a sucessão florestal em fragmentos florestais e o corte de lianas é uma estratégia efetiva para recuperar estes processos. No entanto o manejo deve ser feito de forma contínua, dada a elevada resiliência comunidade de lianas ruderais. O plantio de mudas apresentou alta mortalidade e só é recomendando em casos de elevada abertura de dossel e baixa densidade de indivíduos arbóreos estabelecidos. / The historical human-mediated loss of tropical forest cover has beleaguered significant portions of these biomes in small and degraded forest remnants scattered on the landscape. In this context, ruderal liana species may proliferate and quickly dominate forest canopy, hindering tree individuals and arresting or even reversing forest succession. This study aims at analyzing the ecological barriers that halt forest succession in degraded forest remnants dominated by hyper-abundant lianas, providing ground to develop intervention strategies to restore structure and composition of these remnants and assess the early effects of liana cutting on the dynamic and growth of the forest tree community. We installed 35 plots in a degraded and isolated semideciduous seasonal forest remnant, from which five were installed in less degraded sectors of the forest remnant and 30 were installed in degraded sectors, dominated by hyper-abundant lianas. We chose 20 out of the 30 plots to undergo cutting of all lianas. We compared seed arrival, seedling emergence and establishment and growth of established adult tree individuals among control and liana cutting plots. Tree community parameters were correlated with liana density in order to understand the relation of these two life forms in the degraded forest. Time required, in man-hours, for liana cutting was quantified and correlated with tree and liana community parameters in order to provide ground for estimating labor requirements in similar situations; seedling planting was tested as a complimentary restoration technique. Finally, we assessed the early effects of liana cutting on canopy openness, litter production, tree mortality and carbon stored in the tree community. Lianas do not affect seed arrival or seedling emergence in degraded forest remnants, however, they do increase pioneer seedling mortality (probably through shading); at the same time, established pioneer individuals share habitat with lianas, while non-pioneers have the structure and diversity of their community negatively correlated with liana density. Manhours needed for liana cutting in degraded forest remnants are much higher than estimates for mature forests, and it is inversely correlated with liana density and basal area and positively correlated with tree density and basal area. Early effects of liana cutting included increased canopy openness, reduced litter production and increased carbon uptake by smaller trees. Liana cutting did not affect established trees mortality. Hyper-abundant lianas may stagnate and even reverse forest succession in degraded forest remnants and liana cutting is an effective strategy to recuperate sucessional processes. However, liana cutting must be carried out periodically, given the high resilience of ruderal lianas populations. Seedlings planting had high mortality and it is recommended only when canopy openness is high and density of established tree individuals is low.

Orientadores: Maria Imaculada Zucchi, Ricardo Ribeiro Rodrigues / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T12:21:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Schwarcz_KaiserDias_D.pdf: 5972760 bytes, checksum: 6089d106796adfd5fab684651bfb298e (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A degradação ecológica e o desflorestamento são processos que se iniciaram há muito tempo e cuja história confunde-se com a da agricultura. A Mata Atlântica é a segunda maior floresta tropical em ocorrência e importância na América do Sul, possuindo grande diversidade biológica e altos níveis de endemismo. A ocupação desordenada da Mata Atlântica causou sua redução a 11,26% de sua área original, com distribuição de forma fragmentada pelo território brasileiro. A destruição da Mata Atlântica tem resultado na eliminação de muitas populações e, potencialmente, na erosão da diversidade genética de diversas espécies. Essa combinação de alto endemismo e forte ameaça de extinção, faz com que a Mata Atlântica seja considerada um hotspot para a conservação. Nas últimas décadas a recuperação de ecossistemas degradados recebeu a atenção da comunidade científica, dando origem ao campo do conhecimento chamado Ecologia da Restauração, que se dedica aos estudos teóricos dos princípios, práticas, resultados e conseqüências de projetos de restauração. O estudo e monitoramento de áreas de restauração florestal é essencial para melhorar as técnicas de restauração em ecossistemas tropicais e subtropicais. Para que uma determinada espécie se perpetue em uma área em processo de restauração, é preciso que a mesma desenvolva todo o seu ciclo de vida e que gerem descendentes capazes de se desenvolver a ponto de substituir as árvores mães quando as mesmas entrarem em senescência. Por isso há a necessidade de se estudar a variabilidade genética de populações arbóreas dentro de áreas de floresta restaurada, assim como a ocorrência e efetividade do fluxo gênico entre estas áreas e os fragmentos de seu entorno. Neste trabalho, estudamos a variabilidade genética de Myroxylon peruiferum L. f., em duas diferentes áreas de restauração florestal e em duas áreas de remanescentes naturais de Floresta Estacional Semidecidual. Nossos resultados indicam que as restaurações florestais de Cosmópolis e Iracemápolis conservam diversidades genéticas HE e alélicas semelhantes às de remanescentes naturais. A principal diferença entre áreas naturais e restauradas foi a menor riqueza de alelos endêmicos nestas últimas o que é um efeito de amostragem que favorece a perda de alelos raros. A área de restauração florestal mais antiga em Cosmópolis apresentou uma estruturação genética espacial compatível com a de áreas naturais. O mesmo não ocorreu com a restauração mais recente de Iracemápolis. Observou-se a ocorrência de estruturação genética local nas áreas naturais e na área de restauração mais antiga e indícios de fluxo gênico entre os áreas nativas e restauradas. Um estudo adicional do efeito de amostragem sobre as freqüências alélicas demonstrou o fenômeno de perda de alelos com baixa freqüência em eventos de amostragem. O mesmo trabalho indicou que uma amostra de cerca de 30 indivíduos é capaz de representar adequadamente alelos com freqüências acima de 0,05; sendo este um bom número a se considerar na seleção de matrizes para fornecimento de mudas para restauração florestal / Abstract: Ecological degradation and deforestation are processes that started long ago and whose history is intertwined with that of agriculture. Atlantic Forest is the second largest rainforest in occurrence and importance in South America, having great biological diversity and high levels of endemism. Disordered occupation of Atlantic Forest caused its reduction to 11.26% of the original area, with distribution in forest fragments poorly conected across the Brazilian territory. Destruction of the Atlantic Forest has resulted in the elimination of many populations and potentially the erosion of genetic diversity of several species. This combination of high endemism and strong threat of extinction causes the Atlantic Forest to be considered a hotspot for conservation. In the last decades recovery of degraded ecosystems has received attention from the scientific community giving birth to an new area of knowledge called the Restoration Ecology. The study and monitoring of areas of forest restoration is essential to improve restoration techniques in tropical and subtropical ecosystems. For a given species to perpetuate itself in an area undergoing a restoration process, it needs to develop its whole life cycle and generates progeny capable of developing to the point of replacing mothers trees when they die. Therefore there is a need to study the genetic variability of tree populations within areas of restored forest, as well as the occurrence and effectiveness of gene flow between these areas and surrounding fragments. We studied the genetic variability of Myroxylon peruiferum L. f., in two different areas of forest restoration and in two areas of natural remnants of semideciduous forest. Our results indicates that restorations in Cosmopolis and Iracemápolis conserve genetic and allelic diversity HE similar to that of natural remnants. The main difference between natural and restored areas was the lowest richness of endemic alleles which is the result of a sampling effect that favors the loss of rare alleles. The area of older forest restoration in Cosmopolis presented a spatial genetic structure consistent with natural areas. This did not occur with the newer restoration in Iracemápolis. We observed the occurrence of local genetic structure in natural areas and in the area of older restoration and evidence of gene flow between native and restored areas. An additional study about the effect of sampling size on allele frequencies showed the phenomenon of loss of low frequency alleles in sampling events. The same study found that a sample of about 30 individuals are able to adequately represent alleles with frequencies above 0.05; this is a good number to consider in selecting matrix trees to supply seedlings for forest restoration / Doutorado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Doutor em Genetica e Biologia Molecular

Orientadores: Ricardo Ribeiro Rodrigues, Marco Aurélio Pizo Ferreira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T12:03:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_FernandaRibeiroda_D.pdf: 2601060 bytes, checksum: 638333ef8a36efaf997c27c9ecd0a5fb (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: As atividades humanas têm levado à perda de habitats e da biodiversidade na floresta Atlântica. A restauração ecológica é uma estratégia para a reconstrução desse bioma e deve incluir não só o restabelecimento das espécies, mas também das complexas interações e funções ecológicas que essas interações fornecem ao ecossistema. Um desses importantes processos é a dispersão de sementes realizada pelos animais frugívoros. A dispersão de sementes pode ser analisada numa abordagem de redes de interações, úteis no entendimento do funcionamento do ecossistema. Nós estudamos redes de dispersão de sementes em três áreas restauradas a 15, 25 e 57 anos atrás, escala temporal raramente estudada em estudos de restauração. Nós investigamos mudanças na estrutura das redes (aninhamento, modularidade e especialização da rede) em cada uma dessas comunidades ao longo do tempo de restauração. Embora o tamanho da rede e o número de interações tenham aumentado com a restauração, as espécies que compuseram a rede foram generalistas, sendo que os grandes frugívoros estiveram ausentes. Contrário a nossa expectativa, a riqueza de espécies foi maior na área de 25 anos, talvez devido ao plantio ter sido realizado com maior número de espécies. O aninhamento foi baixo nas três redes, sendo maior na área de idade intermediária. Entretanto a área mais antiga foi significativamente modular e apresentou alta especialização. Estes resultados sugerem que 57 anos após a restauração a complexidade das redes de interações mutualísticas aumentou, assim melhorando as funções ecossistêmicas na floresta Atlântica. Nós juntamos as três redes de dispersão de sementes restauradas em uma para identificar a contribuição individual das espécies na organização e funcionamento da rede, medidas pelo aninhamento, modularidade e força de interação. Através dessas abordagens apontamos as espécies e os grupos funcionais mais importantes para a resiliência e persistência das redes de dispersão de sementes e que devem ser priorizados nas ações de restauração da Mata Atlântica / Abstract: Human activities have lead to the loss of habitats and biodiversity in the Atlantic Rain Forest in Brazil. Ecological restoration aims to rebuild this biome and should include not only the reinstatement of species, but the reestablishment of complex ecological interactions and the ecological functions that they provide. One such function is seed dispersal, which is provided by the interactions between animal frugivores and plants. We studied seed dispersal networks in three different tropical forest sites restored 15, 25 and 57 years ago, temporal scales rarely observed in restoration studies. We investigated changes in network structure (nestedness, modularity and network specialization) in these communities over restoration time. Although network size and the number of interactions increased with time since restoration, the networks were composed of generalist birds, and the large frugivores remained absent. Contrary to our expectations though, species richness was highest in the 25 years old site maybe due the highest number of species used in the planting. Nestedness values were low in all three networks, but the highest nestedness was observed in the intermediate aged site. However, the oldest network was significantly modular and showed higher complementary specialization. These results suggest that, 57 years after restoration, the complexity of mutualistic interactions in seed dispersal networks has increased, this enhancing ecosystem function in the Atlantic forest. Furthermore, we merged all three networks in a big one to identify which are the most important species in terms of nerwork organization (modularity and nestedness) and interaction strength. Through this approach we point out species and their functional groups most important to persistence of seed dispersal networks. These species and their functional groups should be indicated to maximize the restoration in the Atlantic forest / Doutorado / Biologia Vegetal / Doutora em Biologia Vegetal

O número de projetos de restauração de ecossistemas florestais no Brasil aumentou nas últimas décadas e, consequentemente, aumentaram as exigências na avaliação e na busca por indicadores de sucesso. Apesar dos avanços na ecologia da restauração, existem lacunas no conhecimento em relação ao funcionamento e à autossustentabilidade dos ecossistemas restaurados. Esta pesquisa teve o objetivo de responder às seguintes questões: (1) É possível detectar padrões nos atributos de riqueza, estrutura e grupos funcionais nas matas ciliares nativas da Floresta Estacional Semidecidual (FES), que podem ser utilizados como metas da restauração florestal nesta região? (2) Quais as variáveis de biodiversidade, estrutura florestal e grupos funcionais, nas áreas restauradas, que seguem trajetórias previsíveis com o tempo? (3) Quanto tempo é necessário para que estas variáveis atinjam os valores de referência das matas ciliares nativas? (4) Quais são os fatores bióticos, abióticos, de técnica de plantio e de manutenção pós-plantio que influenciam nas trajetórias das matas ciliares restauradas? O estudo foi desenvolvido em região de FES, onde amostramos quatro matas nativas (referências) e 26 plantios de restauração, com idade entre quatro e 53 anos, que utilizamos para modelar as trajetórias em cronoseqüência. Em cada área, dez parcelas de 100 \'M POT.2\' foram aleatoriamente distribuídas, dentro de uma faixa de até 50 m de largura a partir da margem. Identificamos e contabilizamos os indivíduos de espécies arbóreas e arbustivas, plantadas ou regenerantes, a partir de 50 cm de altura e os agrupamos em três classes de tamanho segundo o diâmetro à altura do peito (DAP): DAP < 1 cm, 1 cm \'< ou =\' DAP < 5 cm e DAP \'> ou =\' 5 cm. Na classe de maior tamanho registramos o DAP e estimamos a altura de cada indivíduo. Classificamos as espécies de acordo com a sua síndrome de dispersão, ritmo de crescimento, tolerância à sombra, capacidade de fixar N, grau de ameaça e raridade. Para cada parcela, medimos a abertura do dossel, contabilizamos o número de lianas, pteridófitas e árvores com epífitas e coletamos uma amostra de solo, para formar uma amostra composta para cada local de estudo. Calculamos a biomassa acima do solo para árvores com DAP \'> ou =\' 5 cm, a riqueza total estimada por Jackknife e a riqueza rarefeita para 100 indivíduos. Por meio de entrevistas, observações em campo e análises da paisagem, obtivemos dados representativos de fatores abióticos, bióticos e de manejo que poderiam influenciar as trajetórias das comunidades arbóreas restauradas. Modelamos a trajetória de cada variável relativa à comunidade arbustivo-arbórea em função do tempo e estimamos o tempo que será necessário para igualar os ecossistemas de referência para cada variável. Entre as variáveis analisadas, selecionamos, como indicadores para monitoramento da evolução e sustentabilidade do ecossistema restaurado, as que fossem mais previsíveis (melhor qualidade dos modelos) e que representassem processos ecológicos mais relevantes. Os atributos que não variaram entre florestas nativas e que puderam ser utilizados como referência foram: riqueza observada, riqueza estimada para 100 indivíduos com DAP \'> ou =\' 5 cm, riqueza estimada por Jackknife para indivíduos com DAP \'> ou =\' 1 cm, densidade de indivíduos com DAP \'> ou =\' 1 cm, área basal, biomassa, cobertura de copas, proporção de indivíduos tolerantes à sombra e proporções de espécies zoocóricas, de crescimento lento, tolerantes à sombra, fixadoras de nitrogênio e de distribuição rara. No geral, as trajetórias foram mais bem ajustadas aos modelos logarítmicos, mas a riqueza de regenerantes de maior tamanho (DAP \'> ou =\' 5) ajustou-se melhor ao modelo linear. A riqueza nesta classe de tamanho não atingiu o nível de regenerantes dos ecossistemas de referência no período estudado. As trajetórias seguiram padrões semelhantes, independentes das técnicas de plantio ou do número de espécies plantadas. Variáveis de estrutura florestal foram homogêneas entre as matas nativas. Nos plantios, são facilmente medidas e evoluem rapidamente. Assim, metas da restauração podem ser estabelecidas com base nos parâmetros estruturais das matas nativas e tais variáveis seriam bons indicadores inclusive em plantios de restauração mais jovens. As variáveis que tendem a alcançar mais rapidamente os valores de referência são: área basal (12 anos), biomassa (13 anos), altura média das maiores árvores (26 anos), cobertura de gramíneas (33 anos), cobertura de copas (35 anos), riqueza de regenerantes com DAP \'> ou =\' 1 cm (52 anos), densidade de regenerantes com DAP \'> ou =\' 1 cm (52 anos) e riqueza total (53 anos). A área basal e a biomassa ultrapassaram em muito os valores de referência, o que pode indicar um filtro restritivo para a regeneração natural, caso a densidade dos indivíduos na classe de maior tamanho (geralmente plantados) não diminua naturalmente com o tempo. Para alguns grupos de espécies (zoocóricas, fixadoras de N, espécies raras e ameaçadas), as proporções em termos de riqueza e de densidade não apresentaram trajetórias previsíveis, mas algumas matas ciliares restauradas atingiram e ultrapassam os valores de referência. Excluímos o fator idade para identificar os fatores que influenciaram as trajetórias das variáveis selecionadas como indicadores, calculando um índice de sucesso (proporção entre o dado observado em cada local e o estimado para a mesma variável com base no modelo). Entre as seis variáveis selecionadas como indicadores, uma foi influenciada somente pela distância de fragmento-fonte (riqueza de regenerantes com DAP \'> ou =\' 5) e outra apena pela proporção de partículas finas no solo (área basal). Apesar da proporção do terreno ocupada por gramíneas não influenciar nas trajetórias, o controle da mato-competição com herbicida resultou em maiores valores de riqueza de plantas em regeneração. Independentemente das técnicas de plantio e dos tipos de manejo dos projetos de restauração, a estrutura florestal e os processos funcionais dos ecossistemas restaurados tendem a se tornar mais semelhantes aos ecossistemas de referência com o tempo, desde que haja fontes de propágulos e disponibilidade de água e nutrientes no solo. Os resultados obtidos apontam para uma influência muito pequena ou nula das técnicas de plantio e manejo, se comparados com a influência dos fatores ambientais e da paisagem sobre as trajetórias das matas ciliares em restauração. / A remarkable increase in the number of forest restoration projects has been recorded in Brazil in the last decade. As a consequence of this increase, the demand for monitoring and indicators of restoration success has also increased. Despite the advances in restoration ecology, there are still gaps in knowledge about the functioning and self-sustainability of restored ecosystems. In order to fill some of these gaps, in this study we aimed at to answer the following questions: (1) Are there patterns in the attributes of richness, structure, and functional groups on the native riparian Seasonally Semideciduous Forest (SSF), which may be used as goals to forest restoration in this region? (2) What are the variables representing biodiversity, forest structure and functional groups in the restored areas, which follow predictable paths over time? (3) How long it takes for these variables to achieve the reference values of native riparian forests? (4) Among the biotic, abiotic and technical factors analyzed, which can be considered as drivers of the successional trajectories of the restored forests? We assessed four native forests (as references) and 26 restored forests in the SSF region (a sub-type of the Atlantic Forest) in a chronosequence from four to 53 years since planting. At each site, the sample area comprised ten plots of 100 \'M POT.2\' randomly distributed within a range of 50 m away from the margin. We identified and counted all individuals of tree and shrub species from 50 cm in height, planted or regenerating, categorized in three size classes according to diameter at breast height (DBH): DBH < 1 cm, 1 cm \'< ou =\' DBH < 5 cm DBH \'> ou =\' 5 cm. We measured DBH and estimated the height of each individual from the upper class. We categorized the species according to their dispersion syndrome, growth rate, shade tolerance, Nitrogen-fixing ability, degree of threaten, and rarity. For each plot, we measured the canopy openness, and recorded the number of lianas, pteridophytes and number of trees with epiphytes. We also collected composite soil samples for chemical and physical analyses, from each study site. We estimated the aboveground biomass for trees with DBH \'> ou =\' 5 cm, total richness and richness rarefied to 100 individuals. By interviews, field observations, and landscape studies, we obtained information on other ecological factors and management practices that could affect the paths of the restored plant communities. We modeled the trajectory of each variable of the plant community over time, and estimated the period of time required for the restored forests to reach the reference ecosystems. Amongst the analyzed variables, we selected as indicators for monitoring the evolution and sustainability of the restored ecosystem those that were more predictable (best quality models) and that represent the most relevant ecological processes. The attributes that did not change among the native forests and could be used as references were: observed richness, estimated richness for 100 individuals with DBH \'> ou =\' 5 cm, total richness estimated by Jackknife DBH \'> ou =\' 1 cm, density DBH \'> ou =\' 1 cm, basal area, biomass, canopy cover, proportion of shade-tolerant individuals, and proportion of zoochoric species, slow growing, shade tolerant, nitrogen fixers, and rare distribution. Overall, the trajectories were best fitted to the logarithmic models, but richness (DBH \'> ou =\' 5 cm) was better adjusted to the linear model. In the upper size class, richness did not reach the \"species pool\" of the reference ecosystems in the 53 years period analyzed. The trajectories followed similar patterns, regardless of the planting techniques or the number of planted species. Variables representing forest structure were similar among the native forests and quickly recovered in comparison to those related to biodiversity. Thus, the restoration goals can be established based on native forests parameters and such variables would be good indicators even in young restoration plantings. The variables reaching more quickly the reference values were: basal area (12 years), biomass (13 years), average height of the largest trees (26 years), grass cover (33 years), canopy cover (35 years), richness of regenerants with DBH \'> ou =\' 1 cm (52 years), density of regenerants with DBH 1 cm (52 years), and total richness (53 years). The basal area and biomass greatly exceeded the reference values, which may indicate a restrictive filter for the forest dynamics if the density of individuals in the upper class (most planted) does not decrease naturally over time. For some functional groups (zoochoric, N-fixing, rare, and endangered species), the proportions of species and relative densities did not follow predictable trajectories, but some of the restored riparian areas reached and exceeded the reference values. In order to identify the factors driving the paths of the variables selected as indicators, we excluded the age factor, calculating an index of success (the ratio between observed and estimated values for the variable, the first directly measured for each site and the last obtained by the linear models). Among the six variables selected as indicators, some were influenced only by the distance of the source fragment (seedling richness of DBH \'> ou =\' 5 cm) and others only by the proportion of fine particles in the soil (basal area). While the ground cover by grasses does not influence the trajectories, weed control with herbicides resulted in higher plant richness in regeneration. Regardless of planting techniques and management practices, the forest structure and functional processes of restored ecosystems tend to become more similar to reference ecosystems over time, as long as there are propagule sources in the vicinity and availability of soil water and nutrients. Our findings pointed to a weak, if any, effect from the planting techniques or management and a high influence of environmental and landscape factors on the trajectories of a riparian forest restoration.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:32:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5200.pdf: 2330287 bytes, checksum: 40cc22959878b0557c657a05a39a2e38 (MD5) Previous issue date: 2013-03-15 / Universidade Federal de Sao Carlos / Due to the high rates of environmental degradation and their consequences to the population, environmental recovery in many areas is an urgent need. Recovering degraded areas may be done by using several techniques alone or in combination. The traditional recovery system by means of seedling planting is expensive and has limited guarantee of germination using no-tillage sowing. Therefore, this study tested the viability of experimentally growing seedlings from seven native tree species without them suffering significant changes, after storing the sprouts in cold chambers for periods ranging from 7 to 28 days. The results showed that it is possible to delay the growing of radicles in seedlings stored in cold chambers (15°C) when compared to seedlings stored in germinator (25°C). In four out of seven species (Marlierea eugeniopsoides, Cordia americana, Cedrela fissilis e Hymenaea courbaril) stored for 14 days in cold chambers, the seedlings survival rates were higher than 77% 60 days after they were seeded in the nursery containers. This survival rate was similar to the rate of seedlings not stored in cold chambers. In three species (Marlierea eugeniopsoides, Luehea grandiflora e Hymenaea courbaril) stored for 21 days the survival rates were higher than 75%. The species Marlierea eugeniopsoides did not show significant survival changes even after storage in cold chamber for 28 days. / As elevadas taxas de degradação ambiental e as consequências deste processo para a população trouxeram à tona a urgência na recuperação ambiental dessas áreas. A restauração de uma área degradada pode ser realizada por meio de diversas técnicas utilizadas isoladamente ou em conjunto. Tendo em vista o elevado custo demonstrado no sistema tradicional de restauração de áreas degradadas, através do plantio de mudas, e às limitações de garantia de germinação de sementes utilizando-se a técnica de semeadura direta, este estudo avaliou se seria possível, experimentalmente, o crescimento e o desenvolvimento de plântulas de sete espécies arbóreas nativas, sem sofrerem alterações significativas, após suas sementes, recém-germinadas, serem armazenadas por períodos que variavam de 7 a 28 dias em câmara fria. Os resultados indicam que é possível retardar o crescimento das radículas de plântulas submetidas ao armazenamento em câmera fria (15 °C), quando comparado com plântulas armazenadas em germinador (25 °C). Das sete espécies estudadas, quatro (Marlierea eugeniopsoides, Cordia americana, Cedrela fissilis e Hymenaea courbaril), apresentaram uma taxa de sobrevivência das plântulas, que permaneceram armazenadas por 14 dias em câmara fria, maior que 77 %, após 60 dias que foram plantadas em tubetes no viveiro, uma taxa de sobrevivência equivalente ao das plântulas não submetidas à câmara fria. Três espécies (Marlierea eugeniopsoides, Luehea grandiflora e Hymenaea courbaril) apresentaram taxas de sobrevivência de suas plântulas submetidas à câmara fria por 21 dias superior a 75%. A espécie Marlierea eugeniopsoides não apresentou variação estatisticamente significativa da taxa de sobrevivência de suas plântulas, mesmo quando armazenadas por 28 dias em câmara fria.

O número de projetos de restauração de ecossistemas florestais no Brasil aumentou nas últimas décadas e, consequentemente, aumentaram as exigências na avaliação e na busca por indicadores de sucesso. Apesar dos avanços na ecologia da restauração, existem lacunas no conhecimento em relação ao funcionamento e à autossustentabilidade dos ecossistemas restaurados. Esta pesquisa teve o objetivo de responder às seguintes questões: (1) É possível detectar padrões nos atributos de riqueza, estrutura e grupos funcionais nas matas ciliares nativas da Floresta Estacional Semidecidual (FES), que podem ser utilizados como metas da restauração florestal nesta região? (2) Quais as variáveis de biodiversidade, estrutura florestal e grupos funcionais, nas áreas restauradas, que seguem trajetórias previsíveis com o tempo? (3) Quanto tempo é necessário para que estas variáveis atinjam os valores de referência das matas ciliares nativas? (4) Quais são os fatores bióticos, abióticos, de técnica de plantio e de manutenção pós-plantio que influenciam nas trajetórias das matas ciliares restauradas? O estudo foi desenvolvido em região de FES, onde amostramos quatro matas nativas (referências) e 26 plantios de restauração, com idade entre quatro e 53 anos, que utilizamos para modelar as trajetórias em cronoseqüência. Em cada área, dez parcelas de 100 \'M POT.2\' foram aleatoriamente distribuídas, dentro de uma faixa de até 50 m de largura a partir da margem. Identificamos e contabilizamos os indivíduos de espécies arbóreas e arbustivas, plantadas ou regenerantes, a partir de 50 cm de altura e os agrupamos em três classes de tamanho segundo o diâmetro à altura do peito (DAP): DAP < 1 cm, 1 cm \'< ou =\' DAP < 5 cm e DAP \'> ou =\' 5 cm. Na classe de maior tamanho registramos o DAP e estimamos a altura de cada indivíduo. Classificamos as espécies de acordo com a sua síndrome de dispersão, ritmo de crescimento, tolerância à sombra, capacidade de fixar N, grau de ameaça e raridade. Para cada parcela, medimos a abertura do dossel, contabilizamos o número de lianas, pteridófitas e árvores com epífitas e coletamos uma amostra de solo, para formar uma amostra composta para cada local de estudo. Calculamos a biomassa acima do solo para árvores com DAP \'> ou =\' 5 cm, a riqueza total estimada por Jackknife e a riqueza rarefeita para 100 indivíduos. Por meio de entrevistas, observações em campo e análises da paisagem, obtivemos dados representativos de fatores abióticos, bióticos e de manejo que poderiam influenciar as trajetórias das comunidades arbóreas restauradas. Modelamos a trajetória de cada variável relativa à comunidade arbustivo-arbórea em função do tempo e estimamos o tempo que será necessário para igualar os ecossistemas de referência para cada variável. Entre as variáveis analisadas, selecionamos, como indicadores para monitoramento da evolução e sustentabilidade do ecossistema restaurado, as que fossem mais previsíveis (melhor qualidade dos modelos) e que representassem processos ecológicos mais relevantes. Os atributos que não variaram entre florestas nativas e que puderam ser utilizados como referência foram: riqueza observada, riqueza estimada para 100 indivíduos com DAP \'> ou =\' 5 cm, riqueza estimada por Jackknife para indivíduos com DAP \'> ou =\' 1 cm, densidade de indivíduos com DAP \'> ou =\' 1 cm, área basal, biomassa, cobertura de copas, proporção de indivíduos tolerantes à sombra e proporções de espécies zoocóricas, de crescimento lento, tolerantes à sombra, fixadoras de nitrogênio e de distribuição rara. No geral, as trajetórias foram mais bem ajustadas aos modelos logarítmicos, mas a riqueza de regenerantes de maior tamanho (DAP \'> ou =\' 5) ajustou-se melhor ao modelo linear. A riqueza nesta classe de tamanho não atingiu o nível de regenerantes dos ecossistemas de referência no período estudado. As trajetórias seguiram padrões semelhantes, independentes das técnicas de plantio ou do número de espécies plantadas. Variáveis de estrutura florestal foram homogêneas entre as matas nativas. Nos plantios, são facilmente medidas e evoluem rapidamente. Assim, metas da restauração podem ser estabelecidas com base nos parâmetros estruturais das matas nativas e tais variáveis seriam bons indicadores inclusive em plantios de restauração mais jovens. As variáveis que tendem a alcançar mais rapidamente os valores de referência são: área basal (12 anos), biomassa (13 anos), altura média das maiores árvores (26 anos), cobertura de gramíneas (33 anos), cobertura de copas (35 anos), riqueza de regenerantes com DAP \'> ou =\' 1 cm (52 anos), densidade de regenerantes com DAP \'> ou =\' 1 cm (52 anos) e riqueza total (53 anos). A área basal e a biomassa ultrapassaram em muito os valores de referência, o que pode indicar um filtro restritivo para a regeneração natural, caso a densidade dos indivíduos na classe de maior tamanho (geralmente plantados) não diminua naturalmente com o tempo. Para alguns grupos de espécies (zoocóricas, fixadoras de N, espécies raras e ameaçadas), as proporções em termos de riqueza e de densidade não apresentaram trajetórias previsíveis, mas algumas matas ciliares restauradas atingiram e ultrapassam os valores de referência. Excluímos o fator idade para identificar os fatores que influenciaram as trajetórias das variáveis selecionadas como indicadores, calculando um índice de sucesso (proporção entre o dado observado em cada local e o estimado para a mesma variável com base no modelo). Entre as seis variáveis selecionadas como indicadores, uma foi influenciada somente pela distância de fragmento-fonte (riqueza de regenerantes com DAP \'> ou =\' 5) e outra apena pela proporção de partículas finas no solo (área basal). Apesar da proporção do terreno ocupada por gramíneas não influenciar nas trajetórias, o controle da mato-competição com herbicida resultou em maiores valores de riqueza de plantas em regeneração. Independentemente das técnicas de plantio e dos tipos de manejo dos projetos de restauração, a estrutura florestal e os processos funcionais dos ecossistemas restaurados tendem a se tornar mais semelhantes aos ecossistemas de referência com o tempo, desde que haja fontes de propágulos e disponibilidade de água e nutrientes no solo. Os resultados obtidos apontam para uma influência muito pequena ou nula das técnicas de plantio e manejo, se comparados com a influência dos fatores ambientais e da paisagem sobre as trajetórias das matas ciliares em restauração. / A remarkable increase in the number of forest restoration projects has been recorded in Brazil in the last decade. As a consequence of this increase, the demand for monitoring and indicators of restoration success has also increased. Despite the advances in restoration ecology, there are still gaps in knowledge about the functioning and self-sustainability of restored ecosystems. In order to fill some of these gaps, in this study we aimed at to answer the following questions: (1) Are there patterns in the attributes of richness, structure, and functional groups on the native riparian Seasonally Semideciduous Forest (SSF), which may be used as goals to forest restoration in this region? (2) What are the variables representing biodiversity, forest structure and functional groups in the restored areas, which follow predictable paths over time? (3) How long it takes for these variables to achieve the reference values of native riparian forests? (4) Among the biotic, abiotic and technical factors analyzed, which can be considered as drivers of the successional trajectories of the restored forests? We assessed four native forests (as references) and 26 restored forests in the SSF region (a sub-type of the Atlantic Forest) in a chronosequence from four to 53 years since planting. At each site, the sample area comprised ten plots of 100 \'M POT.2\' randomly distributed within a range of 50 m away from the margin. We identified and counted all individuals of tree and shrub species from 50 cm in height, planted or regenerating, categorized in three size classes according to diameter at breast height (DBH): DBH < 1 cm, 1 cm \'< ou =\' DBH < 5 cm DBH \'> ou =\' 5 cm. We measured DBH and estimated the height of each individual from the upper class. We categorized the species according to their dispersion syndrome, growth rate, shade tolerance, Nitrogen-fixing ability, degree of threaten, and rarity. For each plot, we measured the canopy openness, and recorded the number of lianas, pteridophytes and number of trees with epiphytes. We also collected composite soil samples for chemical and physical analyses, from each study site. We estimated the aboveground biomass for trees with DBH \'> ou =\' 5 cm, total richness and richness rarefied to 100 individuals. By interviews, field observations, and landscape studies, we obtained information on other ecological factors and management practices that could affect the paths of the restored plant communities. We modeled the trajectory of each variable of the plant community over time, and estimated the period of time required for the restored forests to reach the reference ecosystems. Amongst the analyzed variables, we selected as indicators for monitoring the evolution and sustainability of the restored ecosystem those that were more predictable (best quality models) and that represent the most relevant ecological processes. The attributes that did not change among the native forests and could be used as references were: observed richness, estimated richness for 100 individuals with DBH \'> ou =\' 5 cm, total richness estimated by Jackknife DBH \'> ou =\' 1 cm, density DBH \'> ou =\' 1 cm, basal area, biomass, canopy cover, proportion of shade-tolerant individuals, and proportion of zoochoric species, slow growing, shade tolerant, nitrogen fixers, and rare distribution. Overall, the trajectories were best fitted to the logarithmic models, but richness (DBH \'> ou =\' 5 cm) was better adjusted to the linear model. In the upper size class, richness did not reach the \"species pool\" of the reference ecosystems in the 53 years period analyzed. The trajectories followed similar patterns, regardless of the planting techniques or the number of planted species. Variables representing forest structure were similar among the native forests and quickly recovered in comparison to those related to biodiversity. Thus, the restoration goals can be established based on native forests parameters and such variables would be good indicators even in young restoration plantings. The variables reaching more quickly the reference values were: basal area (12 years), biomass (13 years), average height of the largest trees (26 years), grass cover (33 years), canopy cover (35 years), richness of regenerants with DBH \'> ou =\' 1 cm (52 years), density of regenerants with DBH 1 cm (52 years), and total richness (53 years). The basal area and biomass greatly exceeded the reference values, which may indicate a restrictive filter for the forest dynamics if the density of individuals in the upper class (most planted) does not decrease naturally over time. For some functional groups (zoochoric, N-fixing, rare, and endangered species), the proportions of species and relative densities did not follow predictable trajectories, but some of the restored riparian areas reached and exceeded the reference values. In order to identify the factors driving the paths of the variables selected as indicators, we excluded the age factor, calculating an index of success (the ratio between observed and estimated values for the variable, the first directly measured for each site and the last obtained by the linear models). Among the six variables selected as indicators, some were influenced only by the distance of the source fragment (seedling richness of DBH \'> ou =\' 5 cm) and others only by the proportion of fine particles in the soil (basal area). While the ground cover by grasses does not influence the trajectories, weed control with herbicides resulted in higher plant richness in regeneration. Regardless of planting techniques and management practices, the forest structure and functional processes of restored ecosystems tend to become more similar to reference ecosystems over time, as long as there are propagule sources in the vicinity and availability of soil water and nutrients. Our findings pointed to a weak, if any, effect from the planting techniques or management and a high influence of environmental and landscape factors on the trajectories of a riparian forest restoration.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:30:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6453.pdf: 5537867 bytes, checksum: 57a708de759300745321cdff506b4e17 (MD5) Previous issue date: 2014-10-29 / Financiadora de Estudos e Projetos / In the São Paulo State predominated two large phytoecological formations: the semideciduous forests and the savanna. The extensive use of these areas mainly for cane sugar plantations and other monocultures, caused a high loss of habitats. While still play an important role in maintaining the biodiversity of the State, there is a lack of information on bird communities in this region. In this sense, we have developed a comprehensive study on the avifauna of Porto Ferreira State Park (PFSP), which protects one of the few stretches of ecological tension between semideciduous forest and savanna in São Paulo. In Chapter I, we analyze the composition and structure of PFSP&#8223;s bird community. We recorded 207 bird species in the area, between February 2011 and October 2013, including 15 threatened/near threatened species, 22 endemic to the Atlantic Forest and two endemic to savanna. We found that the PFSP has a bird richness similar to large fragments of the region, although the most sensitive species and more demanding in the resources exploitation are less abundant compared to generalist species and to the most conserved fragments of the surroundings. In Chap. II, we evaluated the interaction between frugivorous birds and PFSP&#8223;s ornithochoric plants. There was availability of attractive fruit throughout the year, with peak productivity between September and October, in line with the pre-reproductive period of birds and the arrival of migratory species. Despite the prevalence of generalist birds that disperse mainly small seeds of plants from the early succession stages, we found the PFSP has a diversified frugivorous bird-plant interaction network compared to other forest fragments of the State, due to the variety of available environments, connection with other surroundings fragments and its medium size and rounded shape, softening the matrix impact. In Chap. III, we evaluated the potential of bird perches in increasing the seed rain in an abandoned pasture within the PFSP limits. Therefore, we installed seed traps under natural perches (living trees) and artificial, noting the number of deposited seeds increased proportionally to the amount of landing perches structures. Natural perches also provided other resources for birds, such as fruits, insects and shelter, making them more attractive. We conclude that natural perches and artificial perches with more elaborate architecture showed greater efficiency in attracting seed-disperser birds and increasing the seed deposition, being the most recommended for this area recovery and for ecological restoration projects. / No interior do Estado de São Paulo predominavam duas grandes formações fitoecológicas: as Florestas Estacionais e o Cerrado. O uso extensivo dessas áreas principalmente para plantações de cana-de-açúcar e outras monoculturas, ocasionou uma elevada perda de habitats. Embora ainda desempenhe um importante papel na manutenção da biodiversidade do Estado, há carência de informações sobre a comunidades de aves dessa região. Neste sentido, desenvolvemos um estudo amplo sobre a avifauna do Parque Estadual de Porto Ferreira (PEPF), que protege um dos poucos trechos de tensão ecológica entre Floresta Estacional Semidecidual e Cerrado do interior paulista. No Capítulo I, analisamos a composição e a estrutura da comunidade de aves do PEPF. Registramos 207 espécies de aves na área, entre fevereiro de 2011 e outubro de 2013, incluindo 15 ameaçadas/quase ameaçadas de extinção, 22 endêmicas de Mata Atlântica e duas endêmicas de Cerrado. Verificamos que o PEPF apresenta riqueza avifaunística similar aos grandes fragmentos da região, embora as espécies mais sensíveis e mais exigentes na exploração de recursos sejam pouco abundantes quando comparadas às espécies generalistas e em relação aos fragmentos mais conservados do entorno. No Cap. II, avaliamos a interação entre as aves frugívoras e as plantas ornitocóricas do PEPF. Houve disponibilidade de frutos atrativos ao longo de todo o ano, com pico de produtividade entre setembro e outubro, em consonância com o período pré-reprodutivo das aves e com a chegada de espécies migratórias. Embora predominem as aves generalistas que dispersam principalmente pequenas sementes de plantas de estágios iniciais da sucessão, constatamos que o PEPF apresenta uma rede de interações ave frugívora-planta bastante diversificada em comparação com outros fragmentos florestais do Estado, em função da variedade de ambientes disponíveis, da conexão com outros fragmentos do entorno e do seu tamanho médio e formato arredondado, amenizando os impactos da matriz. No Cap. III, avaliamos o potencial de poleiros para aves no incremento da chuva de sementes em um antigo pasto abandonado, dentro dos limites do PEPF. Para tanto, instalamos coletores de sementes sob poleiros naturais (árvores vivas) e artificiais, constatando que o número de sementes depositadas aumentou proporcionalmente à quantidade de estruturas de pouso dos poleiros. Os poleiros naturais também disponibilizaram outros recursos para a avifauna, como frutos, insetos e abrigo, tornando-os mais atrativos. Concluímos que os poleiros naturais e os poleiros artificiais com arquitetura mais elaborada demonstraram maior eficiência na atração das aves dispersoras e no incremento da deposição de sementes, sendo os mais recomendados para a recuperação daquela área e para projetos de restauração ecológica.

Made available in DSpace on 2016-06-02T18:55:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6339.pdf: 1320900 bytes, checksum: ceafdc5598f1fbb6c687c57d58657bc1 (MD5) Previous issue date: 2014-08-07 / Universidade Federal de Sao Carlos / The seasonal semideciduous forests from southeastern Brazil have high plant species richness, but have been strongly affected by human interferences, which let them very degraded: nowadays they are represented by small isolated fragments, immersed in a landscape dominated by agriculture and large urban centers. In this sense, the ecology of restoration arises in order to facilitate, accelerate and direct the processes of secondary succession to manage such areas, considering the knowledge about theoretical concepts that aim to review the effectiveness of natural ecosystem management techniques and practices. In such a perspective, we aimed in this experiment to test the following question: During de production of seedlings of the native forest tree species, Ceiba speciosa (Malvaceae) and Handroanthus heptaphyllus (Bignoniaceae), different dilutions of hydrogel associated to irrigation with reused water, could improve their development? To answer this question, we selected three treatments (1g, 4g and 8g of hydrogel), beyond the witness (no hydrogel). The seedlings of both species were irrigated during one month with water reused and water supply. After this period, we estimated the growth of seedlings: roots, height and diameter. We used ANOVA (p = 0.001), and Tukey s test to verify significative differences between the mean of the treatments. We found significative differences in both height and diameter growth from 4g of hydrogel as to C. speciosa as H. heptaphyllus. In relation to the growth of root system of both tree species, the mean of superficial root area differed significantly from 4g of hydrogel when compared to the witness, confirming our initial assumption that the roots would grow in a lower proportion of area because they are in their hydric comfort zone. With such results added to theoretical knowledge in the ecology of restoration, the association of hydrogels with reused water comes to stand up for the sustainable use of water in the irrigation of native seedlings. / Apesar das florestas estacionais semideciduais do interior do estado de São Paulo possuir elevada riqueza de espécies, as interferências humanas deixaram esses ecossistemas degradados e representados por pequenos fragmentos isolados, imersos numa paisagem dominada pela agricultura e centros urbanos. Diante essa problemática, a restauração ecológica surge com o objetivo de facilitar, acelerar e direcionar os processos sucessionais naturais a fim de manejar essas áreas, considerando os novos teóricos da ecologia de comunidades vegetais tropicais, que pretendem revisitar a eficácia de técnicas de manejo em restauração ecológica. Nesta perspectiva, surge como objetivo desse trabalho, testar a pergunta científica: O uso de polímeros hidrogéis em diferentes concentrações na produção de mudas nativas de Ceiba speciosa (Malvaceae) e de Handroanthus heptaphyllus (Bignoniaceae), associados à irrigação com água de reúso tratada, interfere significativamente no crescimento de seu sistema radicular, sua altura e diâmetro, e aumenta a longevidade das mudas? Para responder a essa pergunta, utilizou-se mudas das duas espécies nativas, em três tratamentos (1g, 4g e 8g de hidrogel), além da uma testemunha, contendo apenas o solo. As mudas foram irrigadas por um mês com água de abastecimento e água de reúso tratada; depois de cessadas as irrigações, foram avaliadas os estimadores citados. Foram realizadas análises de variância (p = 0,001), seguidas do teste de Tukey para verificar diferenças significativas entre as médias dos tratamentos. Verificaram-se diferenças significativas no crescimento em altura e diâmetro a partir do uso de 4g de hidrogel, tanto para C. speciosa quanto para H. heptaphyllus. Em relação ao sistema radicular, as médias de área superficial diferiram-se estatisticamente a partir de 4g de hidrogel quando comparadas às testemunhas, tanto para C. speciosa quanto para H. heptaphyllus, confirmando a expectativa inicial de que com hidrogel, as raízes cresceriam em menor proporção em área porque estariam na zona de conforto hídrico. Com esses resultados aliados aos conhecimentos teóricos da ecologia da restauração, a associação de polímeros hidrogéis com água de reúso vem defender a racionalização do uso da água na irrigação de mudas de espécies nativas, reaproveitando águas de reúso que seriam descartadas em águas superficiais.