No description available.

The dynamics of ecological populations and communities are predominantly governed by three ecological processes, environmental filtering, species interactions and dispersal, and these processes may vary with heterogeneity of the environment. In my PhD research, I investigated how ecologists conceptualize landscape heterogeneity, and how these three ecological processes may vary with spatial and temporal environmental heterogeneity. I conducted my empirical work in Alliaria petiolata, a non-native invasive species in North America, at the Koffler Scientific Reserve at Joker’s Hill in Ontario, Canada. The thesis contains six chapters, where chapters 2 – 5 are structured as stand-alone manuscripts. In chapter 2, I conducted a quantitative review to link the metacommunity concept (which combines the above-mentioned three processes) with different conceptual models of landscape spatial heterogeneity. I found that 78% of metacommunity studies were not explicit about the underlying model of landscape heterogeneity, though there was a significant association between the implied model of landscape heterogeneity and the observed metacommunity model. In chapter 3, I quantified dispersal of Alliaria petiolata, assessed the spatial structure of rosette and adult density, and compared the effects of the different processes on rosette and adult density. Seed dispersal followed a lognormal distribution (μ = 0.01, σ = 0.65). Both adults and rosettes exhibited significant spatial structure up to 2 m. Propagule pressure and interactions among life stages were significant processes shaping rosette density, whereas propagule pressure was the only important process shaping adult density. In chapter 4, I investigated patterns, determinants and demographic consequences of herbivory in A. petiolata. I found that patterns, determinants and demographic consequences of herbivory may vary between life stages and habitat types. One striking finding was that herbivory incidence in A. petiolata may strongly depend on plant life stage, possibly due to a defense–fitness trade off. In chapter 5, I tested whether intra-specific interactions in A. petiolata shift with temporal environmental heterogeneity (seasonality). I found significant negative density-dependent survival in summer and positive density-dependent survival over winter. I suggested that predictions of the stress gradient hypothesis at the intra-specific level are applicable to seasonal variation in environmental stress.

The dynamics of ecological populations and communities are predominantly governed by three ecological processes, environmental filtering, species interactions and dispersal, and these processes may vary with heterogeneity of the environment. In my PhD research, I investigated how ecologists conceptualize landscape heterogeneity, and how these three ecological processes may vary with spatial and temporal environmental heterogeneity. I conducted my empirical work in Alliaria petiolata, a non-native invasive species in North America, at the Koffler Scientific Reserve at Joker’s Hill in Ontario, Canada. The thesis contains six chapters, where chapters 2 – 5 are structured as stand-alone manuscripts. In chapter 2, I conducted a quantitative review to link the metacommunity concept (which combines the above-mentioned three processes) with different conceptual models of landscape spatial heterogeneity. I found that 78% of metacommunity studies were not explicit about the underlying model of landscape heterogeneity, though there was a significant association between the implied model of landscape heterogeneity and the observed metacommunity model. In chapter 3, I quantified dispersal of Alliaria petiolata, assessed the spatial structure of rosette and adult density, and compared the effects of the different processes on rosette and adult density. Seed dispersal followed a lognormal distribution (μ = 0.01, σ = 0.65). Both adults and rosettes exhibited significant spatial structure up to 2 m. Propagule pressure and interactions among life stages were significant processes shaping rosette density, whereas propagule pressure was the only important process shaping adult density. In chapter 4, I investigated patterns, determinants and demographic consequences of herbivory in A. petiolata. I found that patterns, determinants and demographic consequences of herbivory may vary between life stages and habitat types. One striking finding was that herbivory incidence in A. petiolata may strongly depend on plant life stage, possibly due to a defense–fitness trade off. In chapter 5, I tested whether intra-specific interactions in A. petiolata shift with temporal environmental heterogeneity (seasonality). I found significant negative density-dependent survival in summer and positive density-dependent survival over winter. I suggested that predictions of the stress gradient hypothesis at the intra-specific level are applicable to seasonal variation in environmental stress.

Developing consistent and repeatable broad-scale methods for biodiversity modelling is an important goal to address as habitat loss, fragmentation and environmental degradation threaten our ability to maintain ecosystem and species diversity levels. Geospatial reviews of biodiversity monitoring have identified ecological indicators for the indirect mapping of species richness and ecosystem components modelling the processes controlling species distribution gradients. The goal of our research is to advance broad-scale biomonitoring by demonstrating how landscape-scale environmental indices can be used to model regional ecosystem and species diversity of British Columbia (BC), Canada. We meet our ecosystem-modelling goal by selecting and developing suitable ecological indicators from Earth observation data and terrain indices to represent the structure, composition and function of the environment, displaying both static and dynamic landscape processes of BC’s ecosystems. We regionalize the selected indirect indicators of biodiversity using a two-step clustering algorithm. The results display 16 ecologically distinct terrestrial ecosystems, 10 of which characterize the northern Boreal, coastal and Southern Interior mountain regions, and six represent the coastal lowlands, interior, Georgia Depression, Boreal and Taiga Plains of British Columbia. Comparing our classification to BC Ministry of Forests biogeoclimatic zone mapping, we find spatial similarity in the coastal, Taiga and Boreal Plains. Overall, our classification distinguishes a greater diversity of ecosystems in the mountainous regions of the province and greater homogeneity in the Central Interior where our landscape characteristics represent current productivity conditions. Our approach to ecosystem modelling supports legacy mapping by providing ecological information in under-sampled regions of BC and offers a method for consistent repeat modelling of ecosystem diversity to identify landscape change. To meet our species-modelling goal we employ a flexible non-parametric regression tree model (Random Forests) to establish the power of landscape-scale indicators (productivity, ambient energy, and heterogeneity) to predict the spatial distribution of breeding bird richness and establish the dominant landscape processes controlling vertebrate richness throughout BC. Our models explain approximately 40% of the variation in survey effort stratified breeding bird species richness levels and distinguish ambient energy as the top ranked environmental predictors of breeding richness. Using our modelled relationships, we forecast breeding richness levels for the regions of BC not currently surveyed to support conservation management of birds and vertebrate species. The results identify the lowland, warm and dry regions of the Boreal, Taiga, South and Central Interior and the Georgia Depression to be species rich. These results have implications for conservation managers, as high breeding richness is also concentrated in the areas favourable to human settlement. Additionally, by connecting breeding bird data derived from remotely sensed data and continuously collected climate data, we provide an approach for monitoring ecological indicators as surrogates of vertebrate population levels over broad spatial scales. / Graduate

Los escarabajos coprófagos (Coleoptera: Scarabaeoidea) son un grupo de insectos muy importante en términos de diversidad y biomasa en los pastos de la cuenca del Mediterráneo. A pesar de su importancia ecológica, los escarabajos coprófagos están amenazados por varios factores, entre los cuales se destacan los cambios en el manejo de la ganadería tradicional. El objetivo general de esta tesis fue evaluar los efectos del abandono de la ganadería, su extensificación y uso histórico de productos médico veterinarios sobre las comunidades de escarabajos coprófagos usando medidas de biodiversidad y cuantificando la capacidad de remoción de estiércol en un paisaje sub-montano de la provincia de Pesaro-Urbino (Italia). En este trabajo se colectaron un total de 156 936 individuos, pertenecientes a 58 especies de escarabajos coprófagos. Los resultados de este trabajo sugieren que el uso histórico de productos médico veterinarios tiene un impacto negativo y ubiquitario sobre todas las especies de la comunidad de estudio, llevando a un empobrecimiento de los ensambles y a una pérdida de abundancia y biomasa. No obstante se ha registrado el mantenimiento de la estructura de la comunidad. Estos resultados son corroborados igualmente cuando nos enfocamos en la diversidad funcional. En efecto, el uso histórico de productos médico veterinarios lleva a una pérdida en el número de roles funcionales dentro de la comunidad, sin embargo las abundancias se encuentran repartidas equitativamente dentro de cada nicho funcional. Todos estos efectos sobre la comunidad de escarabajos coprófagos debido al uso de productos médico veterinarios, al final quedan reflejados en una pérdida del 70% en la capacidad de remoción de estiércol, comparados con áreas donde estos productos no son aplicados. La extensificación de la ganadería está representada por áreas que tienen una intensidad de pastoreo muy baja, las cuales pueden ser consideradas como la primera etapa hacia el abandono completo. En este sentido, los resultados de este trabajo demuestran como una simple reducción de la carga ganadera lleva a efectos negativos sobre las comunidades de escarabajos coprófagos, registrando una disminución en la diversidad alpha y en el número de especies indicadoras. Esta disminución en la cantidad de recurso trófico tiene implicaciones sobre la composición de la comunidad, favoreciendo especies oportunistas cuya biología le permite evitar la competencia, como por ejemplo; especies cleptoparásitas o especies cuyas larvas tienen un comportamiento saprófago. Este “efecto filtro” (filter effect) debido a la disminución de la cantidad trófica, está confirmado por los resultados de diversidad funcional, en los cuales se registró una disminución en el número de nichos funcionales y una fuerte redundancia por la presencia de nichos funcionales muy similares entre ellos. Los efectos sobre la comunidad de escarabajos coprófagos en los sitios con baja carga ganadera reflejan finalmente una pérdida en la capacidad de enterramiento del estiércol del 30-40% respecto a las comunidades en áreas con una mayor carga ganadera. Los resultados de este trabajo muestran que en las áreas con abandono total de la ganadería se observó una disminución en el número de especies, en la abundancia y biomasa total, en el número de especies indicadoras, en la abundancia de las especies de gran tamaño y en las especies que no tienen un comportamiento de nidificación durante el periodo reproductivo. Sin embargo, el mantenimiento de una comunidad bien estructurada, subraya la importancia de dos factores locales: el excremento de la fauna silvestre y la mayor complejidad del hábitat debido a un proceso de invasión de árboles en el pasto. Este último factor es probablemente responsable de la presencia de especies indicadoras típicas de hábitats más cerrados como los bosques o matorrales. En cuanto a los resultados de diversidad funcional, estos confirman la interpretación del “efecto filtro” debido a la disminución en la cantidad de recurso trófico. En efecto, estos resultados muestran una unicidad funcional significativa en esta comunidad como consecuencia del fuerte cambio composicional que el abandono de la ganadería ha implicado, a pesar de una disminución en el número de nichos funcionales y en el mantenimiento de una buena estructura funcional. Así mismo, se registró una disminución en la capacidad de enterramiento del estiércol entre 27% y 47% respecto a las áreas con baja carga ganadera y con carga moderada por todos estos cambios cuali y cuantitativos en la comunidad de escarabajos coprófagos de los sitios abandonados. Se propone la ganadería ecológica como forma correcta de gestión de los pastos, la cual permitiría mantener un nivel de carga moderado, así como el control en uso de compuestos médico veterinarios.

The Atlantic Forest biome is considered one of the most important regions for biodiversity conservation in the world due to the combination of high species richness and a high number of endemic species. Ecological restoration strategies based on the principles of nucleation assist in the return of functions and ecological processes of disturbed areas, in order to facilitate and accelerate the process of ecological succession, respecting their natural diversity. The present work aims to analyze the efficiency of different nucleating strategies for the ecological restoration of forest ecosystems in the Atlantic Forest biome of Rio Grande do Sul, Brazil. The study was developed in riparian forests around springs, with predominance of eucalyptus productive matrix, in Itaara, RS. For this, were planted 300 seedlings of ten species arranged in 60 nuclei. Ten artificial perches were also installed with seed collectors and 10 witness collectors, in addition to the monitoring of the avifauna. Total height, DAS, survival rates and reproductive phenology (flowering and fruiting) were evaluated. Survival rates showed significant differences. Allophylus edulis, Campomanesia xanthocarpa, Eugenia involucrata, Luehea divaricata, Parapiptadenia rigida, Prunus myrtifolia, Psidium cattleianum and Schinus terebinthifolius showed 100% survival. Cupania vernalis was the only one to present a critical rate of 45%. Increases in height and in DAS also showed significant differences, with most of the pioneer species presenting the highest averages for both variables. Schinus terebinthifolius and Psidium cattleianum showed flowering and fruiting 12 months after planting. Pioneer species were the most efficient in survival and growth than species of more advanced successional stage. Schinus terebinthifolius was the best performing species for the evaluated variables. A total of 4,089 seeds belonging to 12 species were sampled on collectors. Of this total, 2,110 (51.60%) seeds were sampled in the collectors under artificial perches and 1,979 (48.40%) sampled in the control collectors. There was no significant difference between the treatments by the Kruskal-Wallis test at a 5% probability level for the seeds number. Tyrannus melancholicus was the only species to use the perches. The use of artificial perches was not efficient for the supply of plant propagules nor for the attraction of birds. It was concluded that the arrangement in nuclei allowed the satisfactory development of most species, and that the productive matrix of eucalyptus surrounding the area negatively influenced the processes of seed dispersal. / O bioma Mata Atlântica é considerado uma das regiões mais importantes para a conservação da biodiversidade no mundo, devido a combinação de alta riqueza de espécies e elevadas taxas de endemismo. As estratégias de restauração ecológica com base nos princípios da nucleação auxiliam no retorno das funções e dos processos ecológicos de áreas perturbadas, visando facilitar e acelerar o processo de sucessão ecológica, respeitando a sua diversidade natural. O presente trabalho tem como objetivo monitorar e analisar a eficiência de duas técnicas nucleadoras (plantio em núcleos e poleiros artificiais) para a restauração ecológica de ecossistemas florestais no bioma Mata Atlântica, no Sul do Brasil. Foi desenvolvido em matas ciliares no entorno de nascentes, com predominância de matriz produtiva de eucalipto, no munícipio de Itaara, RS. Para isso, foram plantadas 300 mudas de dez espécies dispostas em 60 núcleos. Também foram instalados 10 poleiros artificias com coletores de sementes e 10 coletores testemunhas, além de ser realizado o monitoramento da avifauna. Nas mudas, avaliaram-se altura total, diâmetro a altura do solo (DAS), taxas de sobrevivência e fenologia reprodutiva. As taxas de sobrevivência apresentaram diferenças significativas de acordo com o teste Tukey ao nível de 5% de probabilidade. Allophylus edulis, Campomanesia xanthocarpa, Eugenia involucrata, Luehea divaricata , Parapiptadenia rigida , Prunus myrtifolia, Psidium cattleianum e Schinus terebinthifolius apresentaram 100% de sobrevivência. Eugenia uniflora obteve 92,9% de sobrevivência e Cupania vernalis apresentou taxa considerada crítica de 45%. Os incrementos em altura total e em DAS também apresentaram diferenças significativas de acordo com o teste de Kruskal-Wallis ao nível de 5% de probabilidade, sendo que a maioria das espécies pioneiras apresentaram as maiores médias para ambas as variáveis. Schinus terebinthifolius e Psidium cattleianum apresentaram floração e frutificação 12 meses após o plantio. Espécies pioneiras foram as mais eficientes em sobrevivência e crescimento do que espécies de estágio sucessional mais avançado. Schinus terebinthifolius foi a espécie de melhor desempenho para as variáveis avaliadas. Nos coletores foram amostradas 4.089 sementes pertencentes a 12 espécies. Desse valor total, 2.110 (51,60%) sementes foram amostradas sob poleiros artificiais e 1.979 (48,40%) amostradas nos coletores testemunha. Não houve diferença significativa entre os tratamentos pelo teste de Kruskal-Wallis ao nível de 5% de probabilidade para o número de sementes. Tyrannus melancholicus foi a única espécie a utilizar os poleiros. O uso de poleiros artificiais não foi eficiente para o aporte de propágulos vegetais e nem para a atração de aves. Conclui-se que o arranjo em núcleos permitiu o desenvolvimento satisfatório da maioria das espécies, e que a matriz produtiva de eucalipto circundante à área influenciou negativamente nos processos de dispersão de sementes.

Submitted by Jakeline Ortega (jakortega@unoeste.br) on 2018-11-14T20:36:32Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Lucilene de Brito_ Dissertação.pdf: 1913070 bytes, checksum: ff16d51cf6a8cb8c7f48b908fc19c38d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-14T20:36:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Lucilene de Brito_ Dissertação.pdf: 1913070 bytes, checksum: ff16d51cf6a8cb8c7f48b908fc19c38d (MD5) Previous issue date: 2018-04-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This research had as general objective, to study the impacts of air pollution originating from vehicle traffic on the flora in an urbanized environmental gradient. The data were obtained in areas of high and low traffic flow of vehicles, in urban areas. In situ plants were selected according to the environments. A third environment was stipulated, for the control plants in rural area, free of vehicular traffic. The circulation of vehicles in each environment was evaluated in order to verify the effects under the plants. Leaf symmetry indexes were calculated, as were the size of flower buds, fruits and seeds. The micronucleus test was performed in the tetrad stage in a very standardized way. We also performed systematic observations of the best floral button spot for pollen viability, and the best pH value for germination of pollen grains under different environmental conditions. The data of the evaluated parameters (or variables) were grouped by plant species and environments, and tested when normal using the Kolmogorov-Smirnov test. Analysis of factorial variance (ANOVA), followed by the Tukey test, were used to verify differences in the variables (Systat 10.2). The leaf symmetry presented variation between the environments (p <0.05), indicating effect of air pollution. In the analysis of floral morphometry, the plants decreased parts of the reproductive structures (p <0.05) in an environment with greater circulation of vehicles. On the other hand, parts of flower buds were also increased in a polluted environment (p> 0.05). Such effect extends to pollen grain mother cells, with a higher frequency of micronuclei (p <0.05) in a high intensity environment of vehicular traffic. The effects of air pollution were even greater on the physiological processes of pollen viability and germination of pollen grains, as well as the length of the pollen tube (p <0.05). Likewise, fruits, seeds and root length had reduced sizes in environments with greater vehicular traffic circulation (p <0.05). However, one of the species presents fruits and number of seeds larger in urban area (p <0.05). Therefore, in the results, the three plants of the family Myrtaceae, can be considered bioindicating plants or biosensors because they present alterations in the morphological structures, potentially physiological, and genetic when exposed to different levels of pollution, from vehicular traffic in urbanized areas. / Esta pesquisa teve como objetivo geral, estudar os impactos, da poluição do ar oriunda de tráfego de veículos na flora em um gradiente ambiental urbanizado. Os dados foram obtidos em áreas de fluxo de alta e baixa intensidade de tráfegos de veículos, em áreas urbanas. Foram selecionadas plantas “in situ” de acordo com os ambientes. Um terceiro ambiente foi estipulado, para as plantas controle em área rural, livre de tráfego de veículos. Avaliou-se a circulação de veículos em cada ambiente, na forma de verificar os efeitos sob as plantas. Foram calculados índices da simetria das folhas, bem como os tamanhos dos botões florais, frutos e sementes. Foi realizado teste de ocorrência de micronúcleos na fase tétrades de uma forma bem padronizada. Também foram realizadas observações sistemática do melhor ponto do botão floral para viabilidade polínica, e o melhor valor de pH para germinação dos grãos de pólen em diferentes condições ambientais. Os dados dos parâmetros avaliados (ou variáveis) foram agrupados por espécies vegetais e ambientes, e testados quando a normalidade usando o teste de Kolmogorov-Smirnov. Foram usadas análises de variância fatorial (ANOVA), seguido do teste Tukey, para verificar diferenças nas variáveis (Systat 10.2). A simetria foliar apresentou variação entre os ambientes (p < 0,05), indicando efeito da poluição do ar. Na análise da morfometria floral, as plantas diminuíram partes das estruturas reprodutivas (p < 0,05) em ambiente com maior circulação de veículos. Por outro lado, também aumentaram partes das estruturas dos botões florais, em ambientes poluídos (p > 0,05). Tal efeito se estende para células mãe do grão de pólen, apresentando maiores frequências de micronúcleos (p < 0,05) em ambiente de alta intensidade de tráfego veicular. Os efeitos da poluição do ar foram maiores ainda nos processos fisiológicos da viabilidade polínica e na germinação dos grãos de pólen, bem como o comprimento do tubo polínico (p < 0,05). Do mesmo modo, frutos, sementes e comprimento de raízes, tiveram tamanhos reduzidos em ambientes com maior circulação de tráfego de veículos (p < 0,05). No entanto, uma das espécies apresentou frutos e números de sementes maiores em área urbana (p < 0,05). Portanto, nos resultados, as três plantas da família Myrtaceae, podem ser consideradas plantas bioindicadoras ou biosensores por apresentarem alterações nas estruturas morfológicas, potencialmente fisiológicas, e genéticas quando expostas a diferentes níveis de poluição, provenientes do tráfego de veículos em áreas urbanizadas.

<p>Sammanfattning</p><p>Syftet med den här undersökningen är att ta reda på hur barns tankar kring ekologiska processer kan utvecklas, samt att ta reda på vad i undervisningen som anses vara avgörande för att förmå barn att utveckla sina ekologiska reflektioner. Kvalitativa intervjuer och ett undervisningstillfälle ligger till grund för undersökningen. Därefter sammanställdes och kategoriserades barnens ekologiska processtankar. Resultatet av undersökningen visar att förutsättningen för utvecklande undervisning, är pedagogens kännedom om barnets individuella erfarenheter. Det är utifrån dessa som barnet tar emot ny kunskap och sedan kopplar ihop den med tidigare upplevelser. Ett kort undervisningstillfälle resulterade i att sju av åtta barn kompletterade sina kunskaper och deras tankar om processen utvecklades i flera steg.</p><p>Min slutsats utifrån denna granskning är att ålder och mognad inte är avgörande för ett barns förmåga att utveckla kunskap. Då barnets erfarenheter förvaltas och betraktas som tillgångar, kan tankarna utmanas och en utveckling ske.</p> / <p>Abstract</p><p>The intention of this investigation is to find out how to develop children’s way of thinking about ecological processes and to pinpoint decisive steps to develop an ecological mind. The concluded material is based on qualitative interviews and one lesson with a class. The material is assembled and categorized based on the children’s ecological process logic. The result of this investigation shows that the prerequisite for developing tuition is the teacher’s knowledge of the children’s individual experience. Based on these the child will be able to take in new knowledge and relate it to earlier experiences. A short lesson based on the above showed that seven out of eight children increased their knowledge with improved ecological thoughts in several steps as a result.</p><p>My conclusion from this investigation is that age and maturity alone is not of crucial importance to children’s ability to develope their knowledge. With the use of the child’s experiences as assets the mind can be challenged and development can take place.</p>

Tropical forests restoration is an important tool for climate change mitigation and biodiversity conservation. We can ally both of these elements, according to the biodiversity and ecosystem (BEF) functioning theory, which says that diversity enhances ecosystem functions, as primary productivity. Nevertheless, the greatest part of BEF studies up to very recently have focused on grasslands and not on as complex ecosystems as tropical forests. It is necessary to better understand above- and below-ground processes through which biodiversity acts on ecosystem functions. This work aimed to investigate effects of tree richness on both above- and below-ground ecological processes. It was based on two tropical forests undergoing restoration, in Sardinilla (Panama) and in Anhembi (Brazil). The former was especially designed for BEF studies and allowed to untangle effects of biodversity on ecosystem functions. The latter had more than a hundred species in plots and permitted investigation of the effects of high tree richness levels. In both Sardinilla and Anhembi, we investigated if tree richness levels affected an above-ground ecological process, light interception, and which mechanisms could be related to it. Richness could enhance light interception and mechanisms as spatial (horizontal and vertical) and temporal light distribution. It promoted both selection and complementarity effects. In Anhembi, we investigated if species richness influenced below-ground processes related to soil carbon stocks. Stand richness enhanced fine root production and stock. Effects of stand number of species on litter decomposition and stock were not linear. Richness of litter content, however, did not affect its decomposition rates. Number of stand species did not influence litter production. Differences of litter production, stock and fine root production among distinct richness levels did not change over the time. However, distribution of fine roots over the space, within different layers of soil, was affected by number of tree species. We concluded that even very high richness levels could not saturate some of the ecological processes studied. Diversity acted on both above- and below-ground processes, in various and sometimes opposite ways, counting on multi-direction feedbacks. It is very important to understand these mechanisms in order to potencialize biodiversity convervation and carbon sequestration by tropical forest restoration. Future studies may focus on untangling effects of diversity on below-ground processes (which have not been exhaustively explored in research), on understanding how high diversity levels affects natural regeneration and on investigationg functional traits provided by different species. / A restauração de florestas tropicais é uma importante ferramenta para a mitigação de mudanças climáticas e conservação de biodiversidade. Essas duas medidas podem ser aliadas, de acordo com a teoria de biodiversidade e funcionamento de ecossistemas (BEF, do inglês: biodiversity and ecosystem functioning), segundo a qual a diversidade pode favorecer funções do ecossistema, como a produtividade primária. Entretanto, a maior parte dos estudos de BEF até muito recentemente focaram em campos de gramíneas e não em ecossistemas tão complexos quanto florestas tropicais. É necessário entender tanto processos acima quanto abaixo do solo pelos quais a biodiversidade atua no funcionamento de ecossistemas. Este trabalho teve como objetivo verificar o efeito da riqueza de espécies arbóreas em processes ecológicos acima e abaixo do solo. Ele se baseou em duas áreas de estudo, em Sardinilla (Panamá) e em Anhembi (Brasil). A primeira foi especialmente projetada para estudos de BEF e permitiu destrinchar efeitos da biodiversidade em funções do ecossistema. A segunda possuía parcelas com mais de cem espécies, permitindo explorar os efeitos de altos níveis de riqueza. Tanto em Sardinilla quanto em Anhembi, investigamos se a riqueza de espécies arbóreas influenciou um processo ecológico acima do solo, a interceptação de luz, bem como mecanismos que podem estar associados a ele. A riqueza de espécies aumentou a interceptação de luz pelo dossel e estimulou mecanismos como a distribuição de luz ao longo do espaço (horizontal e vertical) e tempo. Ela promoveu tanto efeito de seleção quanto de complementaridade. Na área de Anhembi, investigamos se a riqueza de espécies influenciou processes abaixo do solo relacionados ao estoque de carbono nesse compartimento. A riqueza no dossel aumentou a produção e o estoque de raízes finas. Número de espécies do dossel teve efeito não linear sobre taxas de decomposição e estoque de serapilheira. A riqueza do conteúdo da serapilheira, contudo, não influenciou sua decomposição. O número de espécies do dossel também não influenciou a produção de serapilheira. As diferenças de produção e estoque de serapilheira e de produção de raízes finas, entre diferentes níveis de riquezas, não se alteraram ao longo do tempo. Contudo, o número de espécies arbóreas promoveu maior distribuição de raízes finas em diferentes camadas do solo. Concluímos que elevados níveis de riqueza não saturaram alguns processes ecológicos estudados. A diversidade foi capaz de atuar em processos tanto acima quanto abaixo do solo, por vários meios, muitas vezes em sentidos opostos, contando com feedbacks multidirecionais. É muito importante entender esses mecanismos para potencializar a conservação da biodiversidade e a provisão de funções ecossistêmicas, no processo de restauração de florestas tropicais, em um contexto internacional de necessidade de mitigação de mudanças climáticas. Estudos futuros devem focar em efeitos da diversidade em processos abaixo do solo (que são os menos abordados em estudos até o momento), em entender como altos níveis de diversidade podem afetar a regeneração natural em florestas e em explorar os atributos funcionais apresentados por cada espécie.

Tropical forests restoration is an important tool for climate change mitigation and biodiversity conservation. We can ally both of these elements, according to the biodiversity and ecosystem (BEF) functioning theory, which says that diversity enhances ecosystem functions, as primary productivity. Nevertheless, the greatest part of BEF studies up to very recently have focused on grasslands and not on as complex ecosystems as tropical forests. It is necessary to better understand above- and below-ground processes through which biodiversity acts on ecosystem functions. This work aimed to investigate effects of tree richness on both above- and below-ground ecological processes. It was based on two tropical forests undergoing restoration, in Sardinilla (Panama) and in Anhembi (Brazil). The former was especially designed for BEF studies and allowed to untangle effects of biodversity on ecosystem functions. The latter had more than a hundred species in plots and permitted investigation of the effects of high tree richness levels. In both Sardinilla and Anhembi, we investigated if tree richness levels affected an above-ground ecological process, light interception, and which mechanisms could be related to it. Richness could enhance light interception and mechanisms as spatial (horizontal and vertical) and temporal light distribution. It promoted both selection and complementarity effects. In Anhembi, we investigated if species richness influenced below-ground processes related to soil carbon stocks. Stand richness enhanced fine root production and stock. Effects of stand number of species on litter decomposition and stock were not linear. Richness of litter content, however, did not affect its decomposition rates. Number of stand species did not influence litter production. Differences of litter production, stock and fine root production among distinct richness levels did not change over the time. However, distribution of fine roots over the space, within different layers of soil, was affected by number of tree species. We concluded that even very high richness levels could not saturate some of the ecological processes studied. Diversity acted on both above- and below-ground processes, in various and sometimes opposite ways, counting on multi-direction feedbacks. It is very important to understand these mechanisms in order to potencialize biodiversity convervation and carbon sequestration by tropical forest restoration. Future studies may focus on untangling effects of diversity on below-ground processes (which have not been exhaustively explored in research), on understanding how high diversity levels affects natural regeneration and on investigationg functional traits provided by different species. / A restauração de florestas tropicais é uma importante ferramenta para a mitigação de mudanças climáticas e conservação de biodiversidade. Essas duas medidas podem ser aliadas, de acordo com a teoria de biodiversidade e funcionamento de ecossistemas (BEF, do inglês: biodiversity and ecosystem functioning), segundo a qual a diversidade pode favorecer funções do ecossistema, como a produtividade primária. Entretanto, a maior parte dos estudos de BEF até muito recentemente focaram em campos de gramíneas e não em ecossistemas tão complexos quanto florestas tropicais. É necessário entender tanto processos acima quanto abaixo do solo pelos quais a biodiversidade atua no funcionamento de ecossistemas. Este trabalho teve como objetivo verificar o efeito da riqueza de espécies arbóreas em processes ecológicos acima e abaixo do solo. Ele se baseou em duas áreas de estudo, em Sardinilla (Panamá) e em Anhembi (Brasil). A primeira foi especialmente projetada para estudos de BEF e permitiu destrinchar efeitos da biodiversidade em funções do ecossistema. A segunda possuía parcelas com mais de cem espécies, permitindo explorar os efeitos de altos níveis de riqueza. Tanto em Sardinilla quanto em Anhembi, investigamos se a riqueza de espécies arbóreas influenciou um processo ecológico acima do solo, a interceptação de luz, bem como mecanismos que podem estar associados a ele. A riqueza de espécies aumentou a interceptação de luz pelo dossel e estimulou mecanismos como a distribuição de luz ao longo do espaço (horizontal e vertical) e tempo. Ela promoveu tanto efeito de seleção quanto de complementaridade. Na área de Anhembi, investigamos se a riqueza de espécies influenciou processes abaixo do solo relacionados ao estoque de carbono nesse compartimento. A riqueza no dossel aumentou a produção e o estoque de raízes finas. Número de espécies do dossel teve efeito não linear sobre taxas de decomposição e estoque de serapilheira. A riqueza do conteúdo da serapilheira, contudo, não influenciou sua decomposição. O número de espécies do dossel também não influenciou a produção de serapilheira. As diferenças de produção e estoque de serapilheira e de produção de raízes finas, entre diferentes níveis de riquezas, não se alteraram ao longo do tempo. Contudo, o número de espécies arbóreas promoveu maior distribuição de raízes finas em diferentes camadas do solo. Concluímos que elevados níveis de riqueza não saturaram alguns processes ecológicos estudados. A diversidade foi capaz de atuar em processos tanto acima quanto abaixo do solo, por vários meios, muitas vezes em sentidos opostos, contando com feedbacks multidirecionais. É muito importante entender esses mecanismos para potencializar a conservação da biodiversidade e a provisão de funções ecossistêmicas, no processo de restauração de florestas tropicais, em um contexto internacional de necessidade de mitigação de mudanças climáticas. Estudos futuros devem focar em efeitos da diversidade em processos abaixo do solo (que são os menos abordados em estudos até o momento), em entender como altos níveis de diversidade podem afetar a regeneração natural em florestas e em explorar os atributos funcionais apresentados por cada espécie.