Orientador: Fernando Rodrigues da Silva / Coorientador: Denise de Cerqueira Rossa-Feres / Banca: Michel Varajão Garey / Banca: Ricardo Jannini Sawaya / Resumo: A escolha da unidade amostral e extensão da área de estudo é crucial para a compreensão dos processos e mecanismos influenciando os padrões de distribuição da biodiversidade. Dependendo da escala espacial escolhida, os padrões de distribuição serão influenciados por processos ecológicos e biogeográficos diferentes. Neste trabalho, nós alternamos as unidades amostrais e extensões da área estudada (corpos d'água em um município, corpos d'água em uma ecoregião, municípios em uma ecoregião e municípios na área total de estudo) para avaliar a importância relativa das variáveis ecológicas e biogeográficas na diversidade beta de anuros na Floresta Atlântica Brasileira. Para isso, nós parcionamos a diversidade beta total nos componentes substituição espacial de espécies e aninhamento. Nós observamos que, mantendo a mesma unidade amostral e aumentando a extensão da área de estudo, os valores da substituição espécies aumentam. Por outro lado, mantendo a mesma extensão e aumentando a unidade amostral, os valores da substituição de espécies diminuem. Além disso, nossos resultados concordam que a importância relativa dos fatores ecológicos e biogeográficos na diversidade beta de anuros é dependente da escala espacial. Considerando as menores unidade amostral e extensão, as variáveis ambientais e distância geográfica se alternam na importância relativa associada aos valores de diversidade beta, enquanto que, em escalas espaciais maiores, as ecoregiões passam a ter uma importância relativa maior / Abstract: The selection of the sampling unit and extension of the study area is crucial for understanding the processes and mechanisms influencing biodiversity distribution patterns. Depending on the chosen scale, patterns of distribution will be influenced by different ecological and biogegraphical processes. Here, we alternate the sample units and extensions of the study area (water bodies in a municipality, water bodies in an ecoregion, municipalities in an ecoregion, and municipalities in total area of study) to assess the relative importance of ecological and biogeographical factors in the beta diversity of frogs in the Brazilian Atlantic Forest. We partitioned total beta diversity into two additive components, spatial species turnover and nestedness. We found that considering the same sample unit and increasing the extent of the study area the turnover values increased. On the other hand, considering the same extension and increasing the sampling unit, the turnover values decreased. Furthermore, our results agree that relative importance of the ecological and biogeographical processes in frog beta diversity is dependent on spatial scales. Considering the smallest sampling unit and extension, environmental variables and geographic distance alternated in their relative importance associated with beta diversity, while at largest spatial scales, ecoregions showed higher values of relative importance / Mestre

Alguns dos padrões ecológicos mais consistentemente encontrados na natureza, como as relações espécie-área e as distribuições de rank-abundância, podem ser previstas por uma classe de modelos neutros. Nesse contexto, neutralidade quer dizer que há equivalência demográfica entre os indivíduos de todas as espécies. Para os modelos dessa classe, extinções causadas por flutuações demográficas são contrabalanceadas por algum mecanismo de especiação. Cada modo de especiação deixa uma marca nos padrões ecológicos emergentes. Foi mostrado que um modelo com uma implementação mecanística de especiação gera padrões de diversidade que dependem de limites geográficos. Eu usei simulações baseadas em indivíduos com uma implementação mecanística de especiação para investigar se padrões espaciais intrínsecos das comunidades poderiam transformar os padrões de biodiversidade. Eu descobri que existe uma transição de fase no modo de especiação que depende da estrutura espacial da comunidade. Uma gama extensa de padrões encontrados na natureza puderam ser unificados em um único modelo dada essa transição de fase. Relações entre riqueza e idade de um clado podem ser melhor compreendidas considerando-se o efeito previsto de desaceleração crítica da diversificação. Uma nova interpretação foi dado ao efeito \"Clado Morto Andando\", característico dos períodos seguintes a extinções em massa. Uma redefinição objetiva e biologicamente razoável para especiação alopátrica é explorada, graças às propriedades da transição de fase descrita. Eu proponho a existência de um \"crédito de especiação\", e exploro suas possíveis implicações para a conservação a longo prazo da biodiversidade / Some of the most consistent ecological patterns encountered in nature, such as species-area relationships and rank-abundance distributions, can be predicted from a class of neutral models. In this context, neutrality means demographic equivalence between individuals of all species. Within this class of neutral models, species extinction by demographic fluctuations is counterbalanced by some speciation mechanism. Each particular speciation mode leaves an imprint in the resulting patterns. A model with a mechanistic speciation implementation was shown to generate patterns dependent on geographic constraints. I used individual based simulations with a mechanistic speciation implementation to investigate whether the intrinsic spatial patterning of organisms could transform biodiversity patterns. I found out that there is a phase transition on speciation modes that is dependent on the spatial structure of the community. An extended range of the biodiversity patterns found in nature can be unified into a single model because of this phase transition. Clade richness and age relationships may be understood by the predicted critical slowdowns in diversification. A new interpretation is given to the post mass extinction \"Dead Clade Walking\" effect. An objective and biologically reasonable redefinition of allopatric speciation is explored by exploiting the phase transition. I propose the \"speciation credit\" effect, and its potential implications for long term biodiversity conservation

Alguns dos padrões ecológicos mais consistentemente encontrados na natureza, como as relações espécie-área e as distribuições de rank-abundância, podem ser previstas por uma classe de modelos neutros. Nesse contexto, neutralidade quer dizer que há equivalência demográfica entre os indivíduos de todas as espécies. Para os modelos dessa classe, extinções causadas por flutuações demográficas são contrabalanceadas por algum mecanismo de especiação. Cada modo de especiação deixa uma marca nos padrões ecológicos emergentes. Foi mostrado que um modelo com uma implementação mecanística de especiação gera padrões de diversidade que dependem de limites geográficos. Eu usei simulações baseadas em indivíduos com uma implementação mecanística de especiação para investigar se padrões espaciais intrínsecos das comunidades poderiam transformar os padrões de biodiversidade. Eu descobri que existe uma transição de fase no modo de especiação que depende da estrutura espacial da comunidade. Uma gama extensa de padrões encontrados na natureza puderam ser unificados em um único modelo dada essa transição de fase. Relações entre riqueza e idade de um clado podem ser melhor compreendidas considerando-se o efeito previsto de desaceleração crítica da diversificação. Uma nova interpretação foi dado ao efeito \"Clado Morto Andando\", característico dos períodos seguintes a extinções em massa. Uma redefinição objetiva e biologicamente razoável para especiação alopátrica é explorada, graças às propriedades da transição de fase descrita. Eu proponho a existência de um \"crédito de especiação\", e exploro suas possíveis implicações para a conservação a longo prazo da biodiversidade / Some of the most consistent ecological patterns encountered in nature, such as species-area relationships and rank-abundance distributions, can be predicted from a class of neutral models. In this context, neutrality means demographic equivalence between individuals of all species. Within this class of neutral models, species extinction by demographic fluctuations is counterbalanced by some speciation mechanism. Each particular speciation mode leaves an imprint in the resulting patterns. A model with a mechanistic speciation implementation was shown to generate patterns dependent on geographic constraints. I used individual based simulations with a mechanistic speciation implementation to investigate whether the intrinsic spatial patterning of organisms could transform biodiversity patterns. I found out that there is a phase transition on speciation modes that is dependent on the spatial structure of the community. An extended range of the biodiversity patterns found in nature can be unified into a single model because of this phase transition. Clade richness and age relationships may be understood by the predicted critical slowdowns in diversification. A new interpretation is given to the post mass extinction \"Dead Clade Walking\" effect. An objective and biologically reasonable redefinition of allopatric speciation is explored by exploiting the phase transition. I propose the \"speciation credit\" effect, and its potential implications for long term biodiversity conservation

Este trabalho analisa aspectos, em diversas escalas temporais e espaciais, da estrutura e dinâmica da comunidade arbórea na Reserva da Cidade Universitária Armando de Salles Oliveira (CUASO) (23º33\' S, 46º43\' W), em São Paulo, SP. A partir dos dados obtidos são sugeridas ações de manejo para fins de conservação da comunidade arbórea no local. A Reserva é uma mancha de floresta secundária com cerca de 10 ha de área. O histórico (1930-1994) das modificações da paisagem no entorno (330 ha) da Reserva é descrito, e evidencia o processo de urbanização ocorrido no período, com conseqüente diminuição de área coberta por vegetação herbácea e aumento da área coberta por construções. As áreas florestadas sofreram declínio e posterior recuperação parcial. Cerca de 40% da Reserva tem vegetação com mais de 70 anos de idade, e 22% são áreas com menos de 27 anos de idade, localizadas próximo às bordas. Foi realizado o mapeamento, medição de DAP e identificação de todas as 1157 árvores com DAP &gt; 25 cm em 8,58 ha (Área 1, a área total da Reserva com exceção do lago e uma porção de 1,5 ha dominada por Eucalyptus sp.) e de todas as 1270 árvores com DAP &gt; 9,5 cm em 2 ha (Área 2) no interior da Reserva. Na Área 1 foram encontradas 91 espécies (10,9% exóticas) e índice de Shannon H\' = 3,34 nats/ind., com 33,7% das espécies sendo representadas por apenas um indivíduo. Espécies exóticas e nativas introduzidas estão, em geral, restritas às porções próximas à borda, com exceção de Archontophoenix cunninghamiana. Não existem áreas na Reserva a mais de 110 m de distância da borda, devido ao seu tamanho e formato. Análises de correspondência mostram variação importante na comunidade (DAP &gt; 25 cm) com a distância da borda até cerca de 50 m, mas sugerem maior importância da idade da vegetação na determinação da composição da comunidade. Na Área 2, foram encontradas 103 espécies (10,7% exóticas) e H\' = 3,54 nats/ind. Foram descritas as mudanças na estrutura e composição da comunidade arbórea (DAP &#8805; 15,9 cm) ocorridas entre 1992 e 1997 em uma área de 100 x 50 m no interior da Reserva. Densidade e área basal da comunidade total aumentaram consideravelmente no período; diversidade e equabilidade permaneceram praticamente as mesmas, mas diversidade e equabilidade de espécies nativas diminuíram. Entre as árvores com DAP &#8805; 9,5 cm, em uma área de 2,1 ha, A. cunninghamiana foi a espécie com maior densidade, com 305 indivíduos (22,5% do total). A espécie mostra preferência por estabelecimento em locais sombreados. A análise da estrutura de tamanhos indica um aumento futuro da densidade relativa da espécie. Dois levantamentos com 2,5 anos de intervalo (DAP &#8805; 9,5 cm) mostraram a morte de três dos 154 indivíduos iniciais e o recrutamento de mais 89, levando a um crescimento populacional de 19,4 %.ano-1, muito elevado. CUAKIA, um gap model derivado de KIAMBRAM, foi parametrizado para simular o estado atual da floresta na Reserva. O modelo previu uma fase sucessional inicial dominada por Piptadenia gonoacantha, seguida por uma fase de dominância de Croton floribundus e Alchornea spp. e, posteriormente, por Ficus insipida e outras espécies de dossel tolerantes à sombra e de grande longevidade. A distribuição espacial de árvores em múltiplas escalas espaciais foi analisada usando a função L (modificação de K de Ripley) e g uni e bivariada. O conjunto de indivíduos com DAP &gt; 25 cm apresentou distribuição regular em pequenas escalas (r < 6 m) e agregada em escalas maiores (17 m < r < 115 m). Quase todas as espécies analisadas apresentaram distribuição agregada em alguma escala espacial. Os resultados sugerem competição em pequena escala e limitação de dispersão de sementes como os principais fatores determinantes dos padrões encontrados. Os dados de mapeamento das árvores com DAP &gt; 25 cm foram usados para a divisão da Reserva em áreas de vegetação relativamente homogênea. Análise de correspondência foi usada como ferramenta de ordenação de parcelas circulares (r = 10 m) dispostas em uma grade regular com espaçamento de 10 m. Os valores de cada parcela foram mapeados e com base nestes mapeamentos foram definidas nove zonas de manejo no interior da Reserva. Uma das zonas é quase exclusivamente ocupada por Eucalyptus sp.. Outras apresentam predominância de espécies exóticas e/ou plantadas na Reserva. Sugere-se a introdução de espécies nativas e o controle de exóticas, especialmente A. cunninghamiana, no interior e no entorno da Reserva. / This work analyses the structure and dynamics, at several spatial and temporal scales, of the arboreal community in the Reserve of the Cidade Universitária Armando de Salles Oliveira (CUASO) (23º33\' S, 46º43\' W), São Paulo, SP. Based on these data, management actions are suggested, aiming at the conservation of the arboreal community at the site. The Reserve is a secondary forest patch with an area of approximately 10 ha. We describe the 1930-1994 changes in landscape structure in the surroundings (330 ha) of the Reserve, showing the urbanization process in the region. As a consequence, the area covered by grasslands was reduced and the area covered by buildings increased. Forested areas declined and recovered partially afterwards. Roughly 40% of the Reserve encompasses vegetation more than 70 years old and 22% are areas less than 27 years old, located near the edges. We mapped, measured the dbh and identified all 1157 trees with dbh &gt; 25 cm in 8.58 ha (Area 1, the total area of the Reserve excluding the lake and a 1.5 ha-area dominated by Eucalyptus sp.) and all 1270 trees with dbh &gt; 9.5 cm in 2 ha (Area 2) in the Reserve. In Area 1 we found 91 species (10.9% being exotic) and a Shannon index H\' of 3,34 nats/ind., with 33.7% of the species being represented by only one individual. Exotic species and introduced natives were generally restricted to the regions near the edge, with the exception of Archontophoenix cunninghamiana. No place inside the Reserve is more than 110 m away from the edge, due to the size and shape of the Reserve. Correspondence analyses showed important variation of the community (dbh &gt; 25 cm) with distance to the edge up to 50 m, but suggest that age of vegetation is more important in defining the composition of the community. In Area 2 we found 103 species (10.7% exotic) and H\' = 3.54 nats/ind. We analysed structural and compositional changes of the arboreal community (dbh &#8805; 15.9 cm) between 1992 and 1997 within a 100 x 50 m plot. Density and basal area of the total community increased considerably in the period; species diversity and evenness remained almost the same, but diversity and evenness of native species decreased. In a 2.1 ha area inside the Reserve, A. cunninghamiana was the species with the highest density among trees with DBH &#8805; 9.5 cm, with 305 individuals (22.5% of total). The species shows preference for establishment in shady sites. The size structure analysis indicates a future increase in the relative density of the species. Two surveys with a 2.5 years interval (DBH &#8805; 9.5 cm) showed the death of three of the initial 154 individuals and the recruitment of 89 more, leading to a population growth of 19.4 %.year-1, a very high rate. CUAKIA, a gap model derived from KIAMBRAM, was parameterized to simulate the present state of the forest in the Reserve The model predicted an initial sucessional phase dominated by Piptadenia gonoacantha, followed by a phase dominated by Croton floribundus and Alchornea spp. and, later, by Ficus insipida and other shade-tolerant and long-living canopy species. The spatial distribution of trees was analysed using the L (modification of Ripley\'s K) and g functions, in their univariate and bivariate forms. The total pool of individuals with dbh > 25 cm showed uniform distribution at small scales (r < 6 m) and clumped distribution at bigger scales (17 m < r < 115 m). Almost all species showed clumped distribution at some scale. The results suggest competition at small scales and seed dispersal limitation as the main determinants of the patterns found. The data from the mapping of trees with dbh &gt; 25 cm were used to divide the Reserve into areas covered with relatively homogeneous vegetation. Correspondence analysis was used to ordinate circular plots (r = 10 m) laid out on a regular 10 m-interval grid. Scores of each plot were mapped and this mapping was used to define nine management zones inside the Reserve. One of the zones is almost exclusively occupied by Eucalyptus sp.. Others are dominated by exotics or trees which were planted in the Reserve. We suggest the introduction of native species and the control of exotics, especially A. cunninghamiana, inside the Reserve and in its surroundings.

Orientador: Lilian Casatti / Banca: Fabio de Oliveira Roque / Banca: Fábio Cop Ferreira / Resumo: As florestas ripárias são fundamentais para a manutenção da diversidade funcional de ambientes aquáticos. Elas apresentam relação direta com a entrada de materiais alóctones e disponibilidade de nichos nos riachos. Apesar do tamanho da floresta ripária provavelmente ser um fator determinante para as funções ecossistêmicas em riachos, ainda é necessário ampliar o conhecimento sobre como as configurações de largura de floresta ripária influenciam as comunidades aquáticas na região Neotropical. Nesse estudo, testamos se há relação da largura e da extensão da faixa ripária florestada e de variáveis locais (largura do canal, profundidade e velocidade) com os índices de diversidade e redundância funcional da ictiofauna. Para isso, utilizamos 43 trechos de riachos das bacias dos rios Paranapanema, Grande e Paraná, todos pertencentes à bacia do Alto Paraná. Para cada trecho de riacho nós obtivemos imagens de satélite referente ao ano de cada coleta e extraímos as larguras das faixas ripárias florestadas em duas escalas: 100 m (local), e 500 m. Baseado em dados de ecomorfologia, tamanho padrão, dieta, táticas alimentares e preferência por substrato, como atributos funcionais de 78 espécies, nós calculamos a distância média entre pares de espécies na comunidade (MPD), distância média entre uma espécie e seu táxon mais próximo (MNTD) e Redundância Funcional (FR). A composição de espécies entre as bacias foi testada por meio da Análise de Similaridade. Testamos a relação das variáveis... / Abstract: Riparian forests are essential to the maintenance of functional diversity in freshwater streams, since they are related to the input of allochthonous materials and niches availability. Thus, riparian forest size may be one important factor to ecosystem functioning on streams. However, it is still necessary to expand the knowlegde about how riparian forest widths influences acquatics systems in the Neotropical region. Our aim was to identify the relationship between width and extension of forested riparian strip along with local variables (channel width, depth and velocity) and functional diversity and redundancy of the ichthyofauna. To do this, we used 43 streams reaches from the Paranapanema, Grande and Paraná river basins, in the Alto Paraná basin. For each stream reach, we obtained satellite images and extracted the widths of the forested riparian buffer in two different scales: 100 m (local) and 500 m. Based on ecomorphology, standard length, diet, feeding tactics and substrate preference, as functional traits of 78 species, we calculated the mean pairwise distance (MPD), the mean nearest taxon distance (MNTD) and functional redundancy (FR). Species composition among basins was tested using Similarity Analysis. We tested the relationship between environmental variables (local and riparian strip) and functional diversity and redundancy using Generalized Additive Mixed Models. Our results indicated all three basins have a similar set of species probably due to a similar environmental filters and habitat homogenization. We also found less redundant communities in streams with greater width of riparian forest in the scale of 500 m, also associated to the smaller channel widths. Probably, these streams show a greater diversity of niches, and consequently higher occurrence of functionally distinct species. The present study demonstrated that greater riparian forested width led to ... / Mestre

Orientador: Roberto André Kraenkel / Banca: Gilberto Corso / Banca: Cláudia Pio Ferreira / Banca: Fernando Fagundes Ferreira / Banca: Francisco Antonio Bezerra Coutinho / Resumo: Este trabalho é composto de estudos independentes, mas seus temas são conectados entre si. Ele foi feito baseando-se no estudo de equações de reação-difusão e em reação-difusão-advecção. Vários modelos foram utilizados para representar populações e apresentam características em comum. As populações representadas por esses modelos difundem, crescem e saturam de forma semelhante a equação de Fisher-Kolmogorov e Lotka-Volterra e foram modeladas usando condições de contorno de Dirichlet. Domínios limitados e ilimitados foram usados para que melhor representassem as devidas e diferentes aplicações de dados coletados em campo e publicados em periódicos. Esse trabalho também leva em conta a aplicabilidade à habitats fragmentados, isoladas e não-isoladas. Como foco principal temos o estudo do movimento de populações que vivem nesses habitats mostrando que a qualidade e distribuição deles afeta no movimento das populações / Abstract: This thesis consists on independent studies, but its subjects are interconnected. It has been based on the study of reaction-diffusion-advection equations. Several models were used to represent populations and have some characteristics in common. The populations represented by the models spread, grow, and saturate in a way similar to that described by the Fisher-Kolmogorov and Lotka-Volterra equations, and were modeled using Dirichlet boundary conditions. Limited and unlimited domains were used to better represent the necessary applications and different data collected in the field and published in journals. This work also takes into account the applicability to fragmented habitats, isolated and not isolated. As the main focus we study the movement of populations living in these habitats, showing that the quality and distribution affects them the movement of populations / Doutor

Orientador: Denise de Cerqueira Rossa-Feres / Coorientador: Carlos Eduardo Conte / Banca: Paulo de Marco Jr / Banca: Mauricio Osvaldo Moura / Banca: Vitor Hugo Mendonça do Prado / Banca: Fernando Rodrigues Silva / Resumo: Com intuito de compreender os processos que determinam a composição e distribuição da diversidade de anfíbios em paisagens subtropicais, nós (1) inventariamos a composição dos anfíbios em áreas de campos naturais entremeados a formações florestais da Mata Atlântica, (2) avaliamos como características da paisagem (i.e., cobertura e uso do solo) e dos habitats (i.e., área, hidroperíodo, cobertura de dossel dos corpos d'água) influenciam os padrões de distribuição da diversidade taxonômica e filogenética e (3) avaliamos quais e como gradientes ambientais e espaciais influenciam a estrutura filogenética da metacomunidade regional. Empregamos três métodos de amostragem (transecção, amostragem em sítio de reprodução e busca ativa) em 12 unidades de conservação e entorno, distribuídas nos Estados do Paraná e de Santa Catarina. As amostragens foram realizadas em diferentes períodos entre 2004 e 2014. Nós registramos 63 espécies de 11 famílias de anfíbios, das quais 20 espécies foram associadas aos campos, 19 às áreas florestais e ecótonos e 21 espécies foram generalistas. Espécies com um único indivíduo registrado não foram avaliadas quanto ao uso de habitat. Para avaliar a influência das características estruturais do habitat e da paisagem sobre os padrões de distribuição dos anfíbios, nós selecionamos oito das unidades de conservação e amostramos mensalmente, ao longo de um ano, entre oito e 14 corpos d'água em cada unidade, totalizando 81 corpos d'água (poças temporárias, lagoas... / Abstract: In order to understand wich processes determine the composition and distribution of amphibian diversity in subtropical landscapes, the goals of this work was (1) inventorying the composition of amphibians in areas of natural grasslands associated with Atlantic Forest, (2) assess how land coverage (i.e., land cover and use) and breeding habitats features (i.e., area, depth) influence the distribution patterns of taxonomic and phylogenetic diversity, (3) evaluate how environmental and spatial gradients influence the phylogenetic structure regional metacommunity. We employ three sampling methods (transect sampling, survey at breeding site and active search) in 12 conservation units, distributed in the states of Paraná and Santa Catarina. Samples were taken at different periods between 2004 and 2014. We recorded 63 species of amphibians distributed in 11 families. In relation to use of habitat by amphibians, 20 species were preferably associated with grasslands, 19 were preferably forest and forest edge, 21 generalist (recorded on forest, edge and grasslands environments). Species with a single individual recorded were not evaluated for their habitat use. In order to assess how land coverage and breeding habitats features influence the distribution patterns of taxonomic and phylogenetic diversity, we selected eight conservation units and sampled monthly, over a year, a minimum of 8 and a maximum of 14 water bodies in each unit, totaling 81 water bodies (i.e., pools, permanent ... / Doutor

Orientador: Lilian Casatti / Coorientador: Marcus V. Cianciaruso / Coorientador: Silvio F. B. Ferraz / Banca: Janne Soininen / Banca: Leandro Duarte / Banca: Rafael Leitão / Banca: Tadeu Siqueira / Resumo: Contexto. Em riachos neotropicais, poucos estudos têm considerado os efeitos de variáveis ambientais em diferentes escalas espaciais sobre a ictiofauna. Além disso, estudos relacionados com a escala em sua maioria incorporam uma única faceta e um único componente da biodiversidade, proporcionando uma visão incompleta da estrutura da comunidade de peixes. Objetivo. Determinar a contribuição relativa de características locais, de microbacia e dos padrões espaciais na explicação da variação dos componentes α e β das facetas taxonômica, funcional e filogenética de peixes de riachos. Métodos. Foram amostrados 85 trechos de riachos (= 85 microbacias) no Alto Rio Paraná, Brasil. Diversas análises estatísticas foram utilizadas para explicar as facetas e componentes da biodiversidade em função de variáveis locais, de microbacia e espaciais. Resultados. Para quase todas as facetas e seus componentes α e β, os fatores ambientais locais explicaram uma fração substancial da variância. As variáveis na escala de microbacia, de um modo inesperado, e a estruturação espacial, como esperado, contribuíram pouco para a variação da biodiversidade ou não foram significativas. Conclusões. Este estudo tem implicações claras para a proteção da biodiversidade íctica regional e poderiam ser integradas na gestão de riachos de diferentes maneiras. Primeiro, os resultados destacam a importância de fatores ambientais locais para a manutenção da biodiversidade de peixes de riachos situados em paisagens agrícolas. Por conseguinte, essas características ambientais chave devem ser restauradas ou, pelo menos, preservadas. Segundo, uma vez que funções e processos ecossistêmicos exercidos pela zona ripária foram ou estão sendo perdidas, ações voltadas para a restauração das matas ciliares na rede de drenagem devem ser uma prioridade nas bacias estudadas. Terceiro, já que as espécies raras que são funcionalmente e/ou... / Abstract: Context. In Neotropical streams, very few studies have considered the effects of environmental variables at different spatial scales on fish communities. Furthermore, scale-related studies mostly include only one facet and one component of biodiversity providing an incomplete picture of fish community structure. Objective. To determine the relative contributions of catchment and local environmental features and spatial patterns in explaining variation in the α- and β-components of taxonomic, functional and phylogenetic diversity facets of stream fish. Methods. Fish sampling was performed in 85 stream reaches (= 85 catchments) in the Alto Rio Paraná, Brazil. Different statistical analyzes were performed to explain the facets and components of biodiversity as a function of local, catchment or spatial variables. Results. For almost all facets and its α- and β-components, local environmental factors explained a substantial fraction of variance. Catchment variables, in an unexpected way, and spatial structuring, as expected, contributed little to the variation in the biodiversity or were not significant at all. Conclusions. This study has clear implications for protection of regional stream fish biodiversity and would be integrated into stream management in different ways. First, the results highlight the importance of local environmental factors for maintaining stream fish biodiversity in agricultural landscapes. Therefore, these key environmental features must be restored, or at least preserved. Second, because ecosystem functions and processes provided by riparian zone were or are being lost, actions directed toward restoring riparian forest in the drainage network should be a priority in the studied basins. Third, because rare species that are functionally and/or phylogenetically 'unique' possibly contributed disproportionately to the functional/phylogenetic dissimilarity among sites this group of species deserve special ... / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-04-05Bitstream added on 2014-06-13T19:25:53Z : No. of bitstreams: 1 azevedo_fs_dr_ift.pdf: 964901 bytes, checksum: 0ded483f0f1fa4571a038df930452981 (MD5) / Este trabalho é composto de estudos independentes, mas seus temas são conectados entre si. Ele foi feito baseando-se no estudo de equações de reação-difusão e em reação-difusão-advecção. Vários modelos foram utilizados para representar populações e apresentam características em comum. As populações representadas por esses modelos difundem, crescem e saturam de forma semelhante a equação de Fisher-Kolmogorov e Lotka-Volterra e foram modeladas usando condições de contorno de Dirichlet. Domínios limitados e ilimitados foram usados para que melhor representassem as devidas e diferentes aplicações de dados coletados em campo e publicados em periódicos. Esse trabalho também leva em conta a aplicabilidade à habitats fragmentados, isoladas e não-isoladas. Como foco principal temos o estudo do movimento de populações que vivem nesses habitats mostrando que a qualidade e distribuição deles afeta no movimento das populações / This thesis consists on independent studies, but its subjects are interconnected. It has been based on the study of reaction-diffusion-advection equations. Several models were used to represent populations and have some characteristics in common. The populations represented by the models spread, grow, and saturate in a way similar to that described by the Fisher-Kolmogorov and Lotka-Volterra equations, and were modeled using Dirichlet boundary conditions. Limited and unlimited domains were used to better represent the necessary applications and different data collected in the field and published in journals. This work also takes into account the applicability to fragmented habitats, isolated and not isolated. As the main focus we study the movement of populations living in these habitats, showing that the quality and distribution affects them the movement of populations

Orientador: Denise de Cerqueira Rossa-Feres / Coorientador: Christine Strüssmann / Banca: Camila Chiamenti Both / Banca: Michel Varajão Garey / Resumo: Uma das principais abordagens em Ecologia envolve compreender a estrutura das metacomunidades e esclarecer quais processos ambientais e espaciais são responsáveis por promove-las. O Pantanal constitui um sistema interessante para avaliar a estrutura de metacomunidades de anuros por apresentar períodos de alagamentos que conectam as poças facilitando a dispersão dos anuros. Neste cenário, foram amostradas 75 comunidades de girinos em três sub-regiões o que possibilitou determinar, em escala local (cada sub-região) e ampla (todas as sub-regiões), a estrutura das metacomunidades, a influência relativa dos processos ambientais e espaciais na estrutura das metacomunidades e a congruência dos resultados nas três sub-regiões. De maneira geral encontramos pouca influência de processos espaciais e ambientais estruturando as metacomunidades. A inundação parece facilitar a dispersão dos anuros, explicando a fraca influência de processos espaciais. Já o hábito reprodutivo generalista da maioria das espécies, por aumentar o sucesso de colonização de novos habitats, explica a fraca influência das características ambientais na estrutura das metacomunidades. As estruturas detectadas corroboraram os resultados da influência relativa dos processos ambientais e espaciais. Em escala ampla e em duas das sub-regiões amostradas e foram detectadas quasi-estruturas (Nhecolândia e escala ampla) e estrutura aleatória (Porto Murtinho) que corroboram o fraco efeito estruturador do ambiente detectado na análise de processos. Miranda-Abobral foi a única sub-região que apresentou estrutura aninhada, corroborando a força do gradiente ambiental nessa metacomunidade, evidenciada pela análise de processos na qual foi a única sub-região com componente ambiental significativo. Nós detectamos que padrões e processos similares, relacionados a fraca ou nula influência ambiental,... / Abstract: One of the main approaches in Ecology involves understanding the structure of metacommunities and clarifying the environmental and spatial processes responsible for it. The Pantanal floodplain is an interesting system for assessing anuran metacommunities structure because local periodic floods connect ponds and facilitate anuran dispersal. In this scenario, were sampled 75 tadpole metacommunities, in three sub-regions of the Pantanal, and evaluated in local (each subregion) and broad scale (all the subregions): the structure of the metacommunities, the relative influence of environmental and spatial processes and if the results are similar between the three subregions. In general, we find weak influence of spatial and environmental processes structuring the studied metacommunities. The flood seems to facilitate dispersal of the anurans, explaining the weak influence of spatial processes. By increasing the success in the colonization of new habitats, the generalist reproductive habits of most the species seem to explain the weak influence of the environmental features structuring the metacommunities. Structure types found here corroborated the results of the relative influence of the environmental and spatial process, reaffirming the complementarity of the methodologies. On broad scale and in two of the subregions sampled were detected quasi-structures (Nhecolândia and broad scale) and random structure (Porto Murtinho), supporting the weak structuring effect of the environment features in the process analysis. Miranda-Abobral was the only sub-region with a nested structure, confirming the strength of the environmental gradient in this metacommunity, as evidenced by the processes analysis in which was the only subregion with a significant environmental component. Miranda-Abobral was the only sub-region that did not present a quasi-structure but a nested structure instead and ... / Mestre