Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2017-12-08T12:47:15Z No. of bitstreams: 1 PGEF16MA063.pdf: 2212915 bytes, checksum: 04fbb20d7aa662e3ea47bf30ae5ba4c3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-08T12:47:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGEF16MA063.pdf: 2212915 bytes, checksum: 04fbb20d7aa662e3ea47bf30ae5ba4c3 (MD5) Previous issue date: 2016-07-15 / PROMOP / The beetles (Insecta: Coleoptera) are distributed in different environments and soil depths and are important executors of ecosystem services. To study their community contribute to elucidate the effects of human disturbance on functions and environments biodiversity. The aim of this research was to relate the effects of land-use systems (LUS) on Coleoptera diversity, as well their relationship with soil properties. The LUS evaluated were no-tillage crops (NT), integrated crop-livestock (ICL), pasture (PA), Eucalyptus plantation (EP) and native forest fragments (NF). Samples were collected from a 3 × 3 grid giving nine points at a distance of 30 m from each other, in winter and summer, in three municipalities in the southern Santa Catarina highlands, Brazil. The beetles were collected by methods of soil monoliths excavation following the Tropical Soil Biology and Fertility (TSBF) and Pitfall traps. The same points were collected samples for evaluation of physical, chemical and microbiological soil attributes, abundance and diversity of families and eco-morphological groups of Coleoptera (morphotypes). The last followed the Eco-morphological index methodology (EMI), for obtaining the Biological Quality of Soil index (QBS) modified. We used multivariate statistical analysis, and the environmental variables (physical, chemical and microbiological of soil) considered as explicative for the Coleoptera distribution. Were found, regardless of collection method and LUS, 13 morfotypes and 32 families, being the beetles with epigean morphologic adaptation were more abundant than hemi-edaphic and edaphic respectively. The Coleoptera families Staphylinidae, Carabidae and Scarabaeidae were the most representative, regardless of LUS. The Shannon-Wiener diversity index, was higher in NF, RE and PA systems to Coleoptera morphotypes. As for families, RE and PA showed higher diversity. The reduction of QBS index did not follow a gradient of land use intensification (NF>EP>PA>ICL>NT), with generally higher values for NF, PA, ICL, NT and EP, respectively. The Principal Component Analysis (PCA) indicated distinction in the distribution of invertebrates between different LUS. The edaphic Coleoptera, more adapted to life in the soil, demonstrated relationship with the NT and ICL systems, because the best conditions of pH, Ca and P, when sampled by TSBF and with NF when by Pitfall traps in the summer. NF showed association with greater amount of morphotypes when assessing their PCAs to the methods separately or together, and the attributes connected to dynamics of C in the soil contributed to explain this distribution. The Coleoptera families were also more abundant in the NF due to attributes porosity and organic matter, conditions favoring the occurrence of representative groups Staphylinidae, Scarabaeidae and Leiodidae. The separation to Coleoptera morphotypes level, considering their adaptation for life in the soil, proved to be an efficient alternative to discriminate LUS, besides the taxonomic analysis, mainly in combination with other explicative environmental variables / Os coleópteros (Insecta: Coleoptera) se distribuem em diferentes ambientes e profundidades do solo e são importantes executores de serviços nos ecossistemas. Estudar sua comunidade contribui para elucidar os efeitos da perturbação antrópica sobre a funcionalidade e biodiversidade dos ambientes. O objetivo da pesquisa foi relacionar os efeitos dos sistemas de uso do solo (SUS) sobre a diversidade de Coleoptera, bem como a relação destes com os atributos do solo. Os SUS avaliados foram: culturas sob plantio direto (PD), integração lavoura-pecuária (ILP), pastagem (PA), reflorestamento de eucalipto (RE) e fragmentos de floresta nativa (FN). As amostras foram coletadas em uma grade de amostragem de 3 × 3, totalizando nove pontos, distanciados entre si em 30 m, no inverno e verão, em três municípios do Planalto Sul-catarinense. Os coleópteros foram coletados pelos métodos de escavação de monólitos de solo seguindo o Tropical Soil Biology and Fertility (TSBF) e armadilhas do tipo Pitfall traps. Nos mesmos pontos foram coletadas amostras para avaliação dos atributos físicos, químicos e microbiológicos do solo, além da abundância e diversidade de famílias e grupos eco-morfológicos de coleópteros (morfotipos). Esta última seguiu metodologia do Eco-morphological index (EMI), para a obtenção do índice de Qualidade Biológica do Solo (QBS) modificado. Utilizou-se análise estatística multivariada, sendo, as variáveis ambientais (físicas, químicas e microbiológicas do solo) consideradas como explicativas para a distribuição dos coleópteros. Foram encontradas, independente do método de coleta e SUS, 13 morfotipos e 32 famílias, sendo que os coleópteros com adaptações morfológicas epígeas foram mais abundantes que os hemi-edáficos e os edáficos, respectivamente. As famílias de Coleoptera Staphylinidae, Carabidae e Scarabaeidae foram as mais representativas, independente do SUS. O índice de diversidade de Shannon-Wiener, foi mais elevado nos sistemas FN, RE e PA para morfotipos de Coleoptera. Já para famílias, RE e PA apresentaram maior diversidade. A redução do índice QBS não seguiu um gradiente de intensificação de uso do solo (FN>RE>PA>ILP>PD), apresentando em geral valores mais elevados para FN, PA, ILP, PD e RE, respectivamente. A análise de componentes principais (ACP) indicou distinção na distribuição dos invertebrados entre os diferentes SUS. Os coleópteros edáficos, mais adaptados a vida no solo, demonstraram relação com PD e ILP, devido as melhores condições de pH, Ca e P, quando amostrados por TSBF e com FN quando por armadilhas no verão. A FN apresentou associação com maior quantidade de morfotipos quando avaliadas as ACPs para os métodos separadamente ou em conjunto, sendo que os atributos ligados a dinâmica do C no solo contribuíram para explicar essa distribuição. As famílias de Coleoptera também foram mais abundantes na FN devido aos atributos porosidade e matéria orgânica, condições estas que favorecem a ocorrência de grupos representativos como Staphylinidae, Scarabaeidae e Leiodidae. A separação ao nível de morfotipos, considerando suas adaptações à vida no solo, se mostrou uma eficiente alternativa para discriminar os SUS, além da análise taxonômica, principalmente em conjunto com outras variáveis ambientais explicativas

O conjunto de alterações causadas pela poluição atmosférica é considerado uma fonte importante de estresse ambiental. A poluição é hoje uma das maiores preocupações ambientais do mundo, pois afeta todas as fontes de recursos naturais que as populações humanas utilizam para a sobrevivência. Agravando esse quadro, somam-se as modificações na paisagem, que intensificam ainda mais os efeitos da poluição. As comunidades de liquens, entre as mais sensíveis em nível de ecossistema, são capazes de demonstrar sinais precoces como resposta às mudanças ambientais e ser úteis como biondicadoras e biomonitoras dessas mudanças. Avaliações em nível de indivíduos e de comunidades de liquens podem ser ferramentas de monitoramento ambiental, assim como uma abordagem com base na estrutura funcional dessas comunidades. Ainda, o uso de atributos funcionais pode permitir compreender como os liquens são capazes de se adaptar funcionalmente à forte pressão ambiental da poluição, além de servir como nova ferramenta para o biomonitoramento da qualidade do ar. Assim sendo, o objetivo geral desta tese foi avaliar os efeitos da poluição atmosférica e da paisagem (como descritora de poluição) na estrutura e na resposta funcional das comunidades de liquens. A partir dos resultados obtidos demonstramos que os liquens de áreas urbanas têm clara influência da poluição atmosférica e das mudanças na paisagem como estresse ambiental, tanto em nível estrutural quanto funcional. No primeiro artigo, avaliamos a qualidade do ar em cada um dos municípios amostrados, contribuindo para a gestão destas áreas com informações relevantes em nível de saúde pública e ambiental. No segundo, demonstramos que tanto a riqueza, cobertura e composição de espécies, além da vitalidade dos liquens, são afetadas pela poluição atmosférica e pelas mudanças da paisagem, sendo a vitalidade e a composição de espécies os melhores indicadores para avaliar os efeitos de múltiplos distúrbios ambientais neste tipo de áreas urbanas. No terceiro artigo, verificamos que alguns atributos funcionais de liquens podem ser bons indicadores da qualidade do ar, relacionados ao tipo de alga, tipo de crescimento, estratégia reprodutiva e à presença de proteção no talo. Fechamos a tese com a descrição de uma nova espécie encontrada, até o momento, somente em áreas pouco urbanizadas. Portanto, novas formas de se utilizar os liquens como bioindicadores e biomonitores de qualidade do ar foram propostas, ampliando ainda mais a aplicação prática desses organismos. / The set of changes caused by air pollution is an important source of environmental stress. Pollution is one of the greatest environmental concerns worldwide in the present days, since it affects all natural resources that people need to survive. Worsening this panorama, there are serious changes in land cover intensifying the effects of pollution. Lichens, which are among the most sensitive organisms in the ecosystem, are able to show early signs as responses to environmental changes. Besides, they can also be useful as bioindicators and biomonitors of such changes. Evaluations using single lichen species and/or lichen communities can be tools of environmental monitoring, as well as an approach based on the functional structure of these communities. The use of functional traits may allow the understanding of how lichens are able to functionally adapt to the strong pressure of pollution. Furthermore, this is also a promising method to be used as a new tool for air quality biomonitoring. Therefore, the main objective of this thesis was to evaluate the effects of air pollution and land cover changes (as surrogates of this pollution) on lichen communities structure and functional response. From the results found, we could demonstrate that lichens from urban areas have clear influence of atmospheric pollution and land cover changes as environmental stresses. The effects are both in structure and function of these communities. In the first paper, we evaluated the air quality in each of the studied cities, contributing to the environmental management of these areas with relevant information for public and environmental health. In the second, we demonstrated that lichen species richness, cover and composition, besides thallus vitality, are affected by air pollution and land cover changes. Among these parameters, we showed that vitality and species composition are the best indicators to evaluate multiple disturbances in this type of urban environment. In the third paper, we verified that some functional traits can be good indicators of air quality, namely the ones related to the type of lichen algae, growing form, reproduction strategy and the presence of any protection (physical or chemical) in the thallus. We ended the thesis with the description of a new species which is so far only found in low urbanized areas. Thus, new means of using lichens as bioindicators and biomonitors of air quality were proposed, helping to expand the application of these organisms in environmental studies and actions.

O conjunto de alterações causadas pela poluição atmosférica é considerado uma fonte importante de estresse ambiental. A poluição é hoje uma das maiores preocupações ambientais do mundo, pois afeta todas as fontes de recursos naturais que as populações humanas utilizam para a sobrevivência. Agravando esse quadro, somam-se as modificações na paisagem, que intensificam ainda mais os efeitos da poluição. As comunidades de liquens, entre as mais sensíveis em nível de ecossistema, são capazes de demonstrar sinais precoces como resposta às mudanças ambientais e ser úteis como biondicadoras e biomonitoras dessas mudanças. Avaliações em nível de indivíduos e de comunidades de liquens podem ser ferramentas de monitoramento ambiental, assim como uma abordagem com base na estrutura funcional dessas comunidades. Ainda, o uso de atributos funcionais pode permitir compreender como os liquens são capazes de se adaptar funcionalmente à forte pressão ambiental da poluição, além de servir como nova ferramenta para o biomonitoramento da qualidade do ar. Assim sendo, o objetivo geral desta tese foi avaliar os efeitos da poluição atmosférica e da paisagem (como descritora de poluição) na estrutura e na resposta funcional das comunidades de liquens. A partir dos resultados obtidos demonstramos que os liquens de áreas urbanas têm clara influência da poluição atmosférica e das mudanças na paisagem como estresse ambiental, tanto em nível estrutural quanto funcional. No primeiro artigo, avaliamos a qualidade do ar em cada um dos municípios amostrados, contribuindo para a gestão destas áreas com informações relevantes em nível de saúde pública e ambiental. No segundo, demonstramos que tanto a riqueza, cobertura e composição de espécies, além da vitalidade dos liquens, são afetadas pela poluição atmosférica e pelas mudanças da paisagem, sendo a vitalidade e a composição de espécies os melhores indicadores para avaliar os efeitos de múltiplos distúrbios ambientais neste tipo de áreas urbanas. No terceiro artigo, verificamos que alguns atributos funcionais de liquens podem ser bons indicadores da qualidade do ar, relacionados ao tipo de alga, tipo de crescimento, estratégia reprodutiva e à presença de proteção no talo. Fechamos a tese com a descrição de uma nova espécie encontrada, até o momento, somente em áreas pouco urbanizadas. Portanto, novas formas de se utilizar os liquens como bioindicadores e biomonitores de qualidade do ar foram propostas, ampliando ainda mais a aplicação prática desses organismos. / The set of changes caused by air pollution is an important source of environmental stress. Pollution is one of the greatest environmental concerns worldwide in the present days, since it affects all natural resources that people need to survive. Worsening this panorama, there are serious changes in land cover intensifying the effects of pollution. Lichens, which are among the most sensitive organisms in the ecosystem, are able to show early signs as responses to environmental changes. Besides, they can also be useful as bioindicators and biomonitors of such changes. Evaluations using single lichen species and/or lichen communities can be tools of environmental monitoring, as well as an approach based on the functional structure of these communities. The use of functional traits may allow the understanding of how lichens are able to functionally adapt to the strong pressure of pollution. Furthermore, this is also a promising method to be used as a new tool for air quality biomonitoring. Therefore, the main objective of this thesis was to evaluate the effects of air pollution and land cover changes (as surrogates of this pollution) on lichen communities structure and functional response. From the results found, we could demonstrate that lichens from urban areas have clear influence of atmospheric pollution and land cover changes as environmental stresses. The effects are both in structure and function of these communities. In the first paper, we evaluated the air quality in each of the studied cities, contributing to the environmental management of these areas with relevant information for public and environmental health. In the second, we demonstrated that lichen species richness, cover and composition, besides thallus vitality, are affected by air pollution and land cover changes. Among these parameters, we showed that vitality and species composition are the best indicators to evaluate multiple disturbances in this type of urban environment. In the third paper, we verified that some functional traits can be good indicators of air quality, namely the ones related to the type of lichen algae, growing form, reproduction strategy and the presence of any protection (physical or chemical) in the thallus. We ended the thesis with the description of a new species which is so far only found in low urbanized areas. Thus, new means of using lichens as bioindicators and biomonitors of air quality were proposed, helping to expand the application of these organisms in environmental studies and actions.

Doctor of Philosophy / Department of Agronomy / Stephen J. Thien / Range and Training Land Assessment (RTLA) and Land Rehabilitation and Maintenance (LRAM) are key components of The United States Army's Integrated Training Area Management (ITAM) Program, which outlines its commitment to support the sustainable use of military training lands. The primary purpose of the RTLA Program is to provide information and recommendations regarding the condition of training lands to range managers for scheduling of training areas and monitoring the effectiveness of rehabilitation projects. The goal of the LRAM component of ITAM is to reduce the long-term impacts of training on installations through the implementation of improvements to vegetation cover and repairs to landscape damage in disturbed areas. Fort Riley Military Installation, located in the largest remaining expanse of tallgrass prairie in the Flint Hills of northeastern Kansas, is a major training reservation, with seventy percent of its 40,434 ha used for mechanized maneuvers. A randomized complete block design composed of M1A1 tank traffic in a figure-eight pattern during wet and dry soil conditions was established in each of two soil types, a silty clay loam and a silt loam, and recovery of physical, chemical, and biological indicator variables was monitored from 2005 through 2007. In a second study, the effectiveness of LRAM procedures, including leveling, mulching, and reseeding, was evaluated following wheeled vehicle disturbance. The goals of this study were to identify disturbance indicators appropriate for assessing soil quality and, based on the status of these indicators, develop a method for modeling the stage and rate of ecological degradation and potential response to remediation. Disturbance increased significantly during wet compared to dry soil conditions, for increased traffic intensity, and for curve compared to straight-a-way areas in both soil types. The greatest impacts were on above and below ground community structure, providing an effective bioindicator of ecosystem health for military training land managers. Remediation of wheeled vehicle disturbance with leveling and mulching, but not reseeding, increased total vegetation production. The tallgrass prairie typically is considered to be among the most resilient of military training lands, but resiliency is dependent upon soil type and training conditions, and may require longer periods of recovery than previously thought.

Como uma das ações voltadas à restauração de Áreas de Preservação Permanente (APPs) degradadas do ribeirão Campestre em Saltinho-SP, o presente trabalho construiu, de forma participativa, e avaliou em campo indicadores de avaliação e monitoramento do Potencial de Auto-Recuperação (PAR) de 4 APPs em diferentes estágios de degradação. Inicialmente, por meio de entrevistas semi-estruturadas, exploramos e relacionamos alguns elementos constitutivos da Campesinidade e do Conhecimento Ecológico Local (CEL) dos agricultores interessados em restaurar suas próprias APPs. Os indicativos dessa relação sugerem que a construção de espaços que potencializem a contribuição do CEL em projetos de recuperação de APPs podem ser planejados de acordo com a campesinidade de cada grupo social envolvido. A contribuição do CEL foi levantada a partir da Representação Social dos agricultores participantes sobre sucessão secundária e foi orientada, por meio de um roteiro de entrevista, à construção de indicadores de avaliação e monitoramento do PAR de cada uma das áreas estudadas. Observamos por esta metodologia que o entendimento dos processos ecológicos e os indicadores propostos pelos agricultores guardam correspondência com conhecimento acumulado pela academia. Avaliamos em campo os 7 indicadores sugeridos pelos agricultores que mais se relacionavam à literatura correspondente. Destes indicadores destacaram-se: a) distância e estado de conservação dos fragmentos próximos; b) avifauna; c) umidade relativa do solo e; d) regeneração natural, por representarem melhor o PAR de cada área estudada. Por fim, avaliamos 4 diferentes intervenções, idealizadas pelos agricultores participantes em suas próprias APPs, com propósito de acelerar o processo de restauração ecológica e observamos que, as intervenções dos agricultores de maior campesinidade e, portanto, de maior CEL, apresentaram melhores resultados. / As one the actions aimed to the recovery of degraded Permanent Preservation Areas (PPA's) in Ribeirão Campestre, Saltinho, this dissertation built a mean, participatively, and assessed, in the field, evaluating indicators and the monitoring of the Potential of Self-Recovery (PSR) of 4 PPA's in different stages of degradation. Initially, by means of semi-structured interviews, some constitutive elements of Peasantry and of Local Ecological Knowledge (LEK) of agriculture workers interested in restore their own PPA's were explored. The indicators of such relation suggest that the construction of spaces to potentialize the contribution of LEK in projects aiming the recovering of PPA's may be planned according to the Peasantry of each social group involved. LEK contribution was raised from the Social Representation of participating agriculture workers over secondary succession and was guided, through a script of interview, to the construction of evaluating indicators and monitoring of PSR of each area analyzed/studied. Through this methodology, it was observed that the understanding of ecological processes and the indicators proposed by the agriculture workers have correspondence with the Knowledge added by Academy. It was evaluated, in field, 7 indicators proposed by the agriculture workers that were most related to the correspondent literature. Among these indicators, the following ones are highlighted: a) distance and state of conservation of close fragments; b) avifauna; c) relative humidity of the soil and; d) natural regeneration, for it best represents the PSR of each area analyzed/studied. Finally, 4 different interventions were evaluated, idealized by the participating agriculture workers on their own ppa's, aiming to speed-up the process of ecological restoration and it was observed that the interventions of the agriculture workers with highest level of Peasantry, thus highest LEK, presented better results.

Devido o dinamismo e complexidade estrutural observada nas paisagens antrópicas, pesquisas contínuas são necessárias para melhorar o conhecimento sobre quais os impactos delas na biodiversidade, bem como para entender quais espécies ocorrentes nestas paisagens refletem as condições ambientais lá existentes. Desse modo, tomando a avifauna como representante da biodiversidade presente nestas paisagens, esta tese objetivou: 1) caracterizar as assembleias de aves ocorrentes nos remanescentes florestais de Mata Atlântica inseridos em paisagem antrópica agrícola, bem como as assembleias que ocorrem no interior das culturas de pasto e cana-de-açúcar, 2) identificar um método analítico adequado para acessar a integridade ecológica existente nos remanescentes florestais por meio das assembleias de aves, 3) avaliar o efeito da estrutura e dinâmica destas paisagens nas assembleias de aves ocorrentes nos remanescentes florestais, 4) identificar quais características da paisagem antrópica agrícola influenciam as aves ocorrentes no interior das culturas de pasto e cana-de-açúcar. Assembleias de aves foram amostradas mensalmente durante um ano (Nov2011-Nov2012) por meio de pontos fixos e transectos em oito remanescentes florestais com diferentes tamanhos (3-115ha) e históricos de degradação, e oito sítios amostrais localizados no interior das culturas agrícolas (quatro em pasto e quatro em cana-de-açúcar). Estes foram selecionados dentro de cinco unidades amostrais de uma paisagem tipicamente (16 km2) agrícola do Estado de São Paulo (Bacia do Rio Corumbataí). O índice de serviços ecossistêmicos de Ferraz et al. (2014) foi adotado como uma medida do grau de distúrbios antrópicos presente nos remanescentes florestais do qual leva em consideração a dinâmica e estrutura deles. Já as características das paisagens nas culturas agrícolas foram coletadas em duas escalas de análise (buffers circulares de 600 e 1000m) levando em consideração métricas que pudessem refletir uma maior heterogeneidade da paisagem. No total, 191 espécies foram observadas nos remanescentes florestais, enquanto que 137 nas culturas agrícolas. As aves com hábitos florestais, não-florestais, hábitos mistos florestais-não-florestais, pequenos insetívoros de sub-bosque, aves que forrageiam no estrato médio dos remanescentes, espécies endêmicas e ameaçadas foram os melhores indicadores ecológicos nos remanescentes. Estes grupos formaram a base de dados do Índice de Integridade Biótica (IIB) um método multimétrico que obteve um melhor desempenho em refletir a integridade existente nos remanescentes quando comparado com os níveis de sensibilidade a distúrbios antrópicos de Parker III et al. (1996), riqueza geral das assembleias e índice de diversidade de Shannon. Foram registradas 132 espécies nas pastagens enquanto que apenas 72 nos canaviais, sendo que tanto a riqueza geral quanto a abundância relativa de alguns grupos de aves foram explicadas pela variação na heterogeneidade da paisagem. Assim, conclui-se que métodos analíticos classicamente utilizados em ecologia podem apresentar falhas na avaliação ecológica de remanescentes de Mata Atlântica inseridos em paisagem antrópica, ocasionando interpretações errôneas. Novos métodos analíticos devem ser explorados, sendo o IIB um possível substituto. A diferença existente entre as assembleias de aves ocorrentes nas pastagens, (maior heterogeneidade) e nos canaviais (baixa heterogeneidade) indicam as consequências negativas que homogeneização da paisagem agrícola pode ocasionar à biodiversidade ocorrente nestas paisagens. / Because human-modified landscapes (HML) are dynamic and have structural complexity, continuous research is necessary to improve knowledge about the HML impacts on the biodiversity, as well as to provide knowledge of which current species may reflect the environmental conditions existing there. Thus, considering birds as sample of the HML existing biodiversity, the following thesis aimed to: 1) describe the bird assemblages of Atlantic Forest patches located in HML and bird assemblages of the interior of cattle pastures and sugar cane crops, 2) identify a proper bird analytical approach to assess the existing ecological integrity of forest patches in HML, 3) assess the effects of the landscape features (dynamic and structure) on the bird assemblages of forest patches in HML, 4) identify which landscapes features of both crops may exert influence on the bird assemblage composition of each crop. Bird sampling was performed monthly along one year (Nov 2011 - Nov 2012) in eight forest patches with different historical and size (3 - 115 ha), and eight sites located in the interior of each crop (four in cattle pasture and four in sugar cane), using point counts and transects. Five focal landscapes (16 km2) located in a typical HML of São Paulo state (Corumbataí river basin) were used to select these sampling sites. The rank of ecosystem services provisioning of Ferraz et al. (2014) was used as a measurement of the existing gradient of human disturbance in the forest patches, which was built through information about forest dynamic and structure. The landscape features of each crop were collected through two scale of analysis (circular buffers with 600 and 1000 radius meters) taking into account metrics that may represent the landscape heterogeneity. 191 species were observed in the forest patches while 137 in the crops. The forest birds, non-forest birds, birds with forest-non-forest habits, small understory-midstory insectivorous, species with foraging habits in the midstory strata, threatened and endemic species, were the best ecological indicators of the forest patches. These bird groups were used as database in the development of the Index of Biotic Integrity (IBI), a multimetric approach, which showed a better performance to indicate the existent integrity in the forest patches in comparison with \"sensitivity to disturbance\" of Parker III et al. (1996), total species richness and Shannon´s diversity index. 132 species were observed in cattle pastures while 72 in sugar cane. Both richness and relative abundance of some bird groups were explained by the landscape heterogeneity variation. Thus, it is possible to conclude that some classical birds analytical approaches may be flawed in the ecological assessment of Atlantic Forest patches inserted in HML. New analytical approaches should be explored, and the IBI is a possible alternative. The bird\'s assemblage differences between cattle pastures (high heterogeneity) and sugar cane (low heterogeneity) are an example of the negative consequences caused by the crops homogenization on the living biodiversity of agricultural landscapes.

Cette thèse porte sur l'étude de l’efficacité d’une Aire Marine Protégée (AMP) comme outil de restauration des ressources marines et de gestion des stocks halieutiques en zone tropicale ouest africaine. L’étude concerne trois AMP. Il s’agit de l’AMP de Bamboung située en zone estuarienne (sous influence marine), à l'intérieur d'un delta et fermée à l’exploitation halieutique depuis 2004. La deuxième AMP est celle des îles d’Urok créée en 2005 et située dans la réserve de biosphère de l’archipel des Bijagos dans la partie littorale de la Guinée-Bissau. Elle est divisée en trois zones et la pêche y est autorisée avec une pression de pêche de plus en plus forte de la zone centrale vers la zone périphérique. La troisième AMP est le Parc National du Banc d’Arguin situé le long de la côte mauritanienne. Il a été créé en 1976 et les activités de pêche y sont pratiquées de façon réglementée. Beaucoup d’AMP ont été évaluées à travers le monde et les résultats obtenus sont dans la majeure partie des cas positifs. Dans les milieux tropicaux, les variabilités interannuelles et intra-annuelles des paramètres environnementaux influent sur l’organisation spatio-temporelle des peuplements de poissons. Par conséquent, la mise en place d’AMP dans une zone tropicale a suscité des interrogations quant à leur efficacité en rapport avec l’influence des paramètres de l’environnement. Selon l’AMP étudiée, une approche spatiale ou temporelle sera utilisée pour répondre aux questions posées. Les méthodes d’analyse utilisées sont de type comparatif. L’analyse des données biologiques est précédée par celle des paramètres physico-chimiques qui a mis en évidence des variabilités saisonnières dans chaque AMP. Ce résultat justifie le choix d’analyser les données biologiques par saison afin de minimiser au mieux l’influence des variations environnementales. En ce qui concerne l’AMP de Bamboung, les résultats de l’analyse suivant une approche globale ont clairement montré son rôle positif dans la restauration des ressources marines. L’approche saisonnière a mis en évidence ce rôle de restauration mais en saison froide et non en saison chaude et humide. En 9 années de protection, l'AMP de Bamboung a contribué au retour de gros poissons dans le bolon de Bamboung. Son rôle dans l’enrichissement de la zone proximale à travers le phénomène de «Spillover» n’a pas pu être mis en évidence. Une tendance à la baisse des indicateurs biologiques en fonction de la distance à l'AMP a été observée surtout en saison chaude et en saison humide. De même l’analyse des indicateurs liés à la reproduction ne montre pas que l’AMP de Bamboung améliore la reproduction des poissons. Concernant, l’AMP des îles d’Urok et le Parc National du Banc d’Arguin, les analyses n’ont pas donné de résultats clairs quant à leur rôle dans l’amélioration des rendements de pêche et de la reproduction des poissons. Cependant, pour l’AMP des îles d’Urok, les tendances observées semble montrer une forte concentration de biomasse dans la zone centrale, un rôle d’équilibre joué par la zone intermédiaire et un rôle de pourvoyeur de biomasse de poisson de la zone périphérique. Pour le PNBA, le secteur intérieur semble contribuer à l’enrichissement du secteur extérieur par un transfert de biomasse. La faible quantité de données récoltées dans les AMP pourrait être à l’origine des résultats négatifs. Ainsi, l’idée d'effectuer des suivis biologiques à court terme et d'analyser les indicateurs liés à la reproduction au niveau population ont été envisagés pour les trois AMP afin de trouver des résultats clairs quant à leur rôle dans la gestion des stocks halieutiques. / This thesis focuses on the study of the effectiveness of Marine Protected Areas (MPAs) as restoration tools of marine resources and fish stocks management in tropical West Africa. The study involves three MPAs. The first one is the Bamboung MPA, a marine reserve located in estuarine areas (with marine influence), closed to fishing since 2004. The second is the Urok Islands MPA established in 2005 and located in the biosphere Reserve of Bijagos archipelago in the coastal part of Guinea-Bissau. It is divided into three areas and fishing is allowed there with a fishing pressure becoming stronger from the central area to peripheral area. The third MPA is the Banc d‟Arguin National Marine Park located along the coast of Mauritania. It was created in 1976 and fishing activities are restricted. Many AMP were evaluated worldwide and the results are in the main part positive. In tropical zones, the variability of environmental parameters affects the spatial and temporal organization of fish assemblage. Therefore, the MPA establishment in a tropical zone has raised questions about their effectiveness inrelation to the influence of environmental parameters. According to the AMP, spatial or temporal approach will be used to answer questions. Comparison analysis will be used. The analysis of biological data comes after those of the physicochemical parameters that show strong seasonal variability in each MPA. This result justifies the choice of seasonal analysis of biological data in order to minimize the influence of environmental variations.Regarding the Bamboung MPA, the results of global approach clearly confirm that it is an effective tool for restoring marine resources. The seasonal approach shows this role in cold season, but not in hot and wet seasons. In 9 years of protection, the Bamboung MPA contributed to attract big fish in the Bamboung bolon. The spillover effect in Bamboung MPA is not clearly demonstrated according to our results. A downward trend of biological indicators according to the distance to the MPA has been observed especially in hot season and wet season. Similarly, the analysis of indicators related to reproduction does not show that the Bamboung MPA improve fish reproduction. Regarding Urok Islands MPA and Banc d’Arguin National marine Park, the results do not confirm that these AMP are fish stock management tools (improved yields of fishing activities and fish reproduction). However, for Urok islands MPA the observed trends suggest a biomass concentration in the central area, an equilibrium role played by the intermediate area and a role of fish biomass provider of the peripheral area. For Banc d’Arguin National Marine Parc, the inside area seems to contribute to the enrichment of the external area by transferring fish biomass. Non-specific results could be explained by the small data collected in the MPAs. So the idea to conduct a short-term biological monitoring and to analyze reproduction indicators in population level has been considered for the three MPA to find clear results on their role in the management of fish stocks.

Como uma das ações voltadas à restauração de Áreas de Preservação Permanente (APPs) degradadas do ribeirão Campestre em Saltinho-SP, o presente trabalho construiu, de forma participativa, e avaliou em campo indicadores de avaliação e monitoramento do Potencial de Auto-Recuperação (PAR) de 4 APPs em diferentes estágios de degradação. Inicialmente, por meio de entrevistas semi-estruturadas, exploramos e relacionamos alguns elementos constitutivos da Campesinidade e do Conhecimento Ecológico Local (CEL) dos agricultores interessados em restaurar suas próprias APPs. Os indicativos dessa relação sugerem que a construção de espaços que potencializem a contribuição do CEL em projetos de recuperação de APPs podem ser planejados de acordo com a campesinidade de cada grupo social envolvido. A contribuição do CEL foi levantada a partir da Representação Social dos agricultores participantes sobre sucessão secundária e foi orientada, por meio de um roteiro de entrevista, à construção de indicadores de avaliação e monitoramento do PAR de cada uma das áreas estudadas. Observamos por esta metodologia que o entendimento dos processos ecológicos e os indicadores propostos pelos agricultores guardam correspondência com conhecimento acumulado pela academia. Avaliamos em campo os 7 indicadores sugeridos pelos agricultores que mais se relacionavam à literatura correspondente. Destes indicadores destacaram-se: a) distância e estado de conservação dos fragmentos próximos; b) avifauna; c) umidade relativa do solo e; d) regeneração natural, por representarem melhor o PAR de cada área estudada. Por fim, avaliamos 4 diferentes intervenções, idealizadas pelos agricultores participantes em suas próprias APPs, com propósito de acelerar o processo de restauração ecológica e observamos que, as intervenções dos agricultores de maior campesinidade e, portanto, de maior CEL, apresentaram melhores resultados. / As one the actions aimed to the recovery of degraded Permanent Preservation Areas (PPA's) in Ribeirão Campestre, Saltinho, this dissertation built a mean, participatively, and assessed, in the field, evaluating indicators and the monitoring of the Potential of Self-Recovery (PSR) of 4 PPA's in different stages of degradation. Initially, by means of semi-structured interviews, some constitutive elements of Peasantry and of Local Ecological Knowledge (LEK) of agriculture workers interested in restore their own PPA's were explored. The indicators of such relation suggest that the construction of spaces to potentialize the contribution of LEK in projects aiming the recovering of PPA's may be planned according to the Peasantry of each social group involved. LEK contribution was raised from the Social Representation of participating agriculture workers over secondary succession and was guided, through a script of interview, to the construction of evaluating indicators and monitoring of PSR of each area analyzed/studied. Through this methodology, it was observed that the understanding of ecological processes and the indicators proposed by the agriculture workers have correspondence with the Knowledge added by Academy. It was evaluated, in field, 7 indicators proposed by the agriculture workers that were most related to the correspondent literature. Among these indicators, the following ones are highlighted: a) distance and state of conservation of close fragments; b) avifauna; c) relative humidity of the soil and; d) natural regeneration, for it best represents the PSR of each area analyzed/studied. Finally, 4 different interventions were evaluated, idealized by the participating agriculture workers on their own ppa's, aiming to speed-up the process of ecological restoration and it was observed that the interventions of the agriculture workers with highest level of Peasantry, thus highest LEK, presented better results.

Devido o dinamismo e complexidade estrutural observada nas paisagens antrópicas, pesquisas contínuas são necessárias para melhorar o conhecimento sobre quais os impactos delas na biodiversidade, bem como para entender quais espécies ocorrentes nestas paisagens refletem as condições ambientais lá existentes. Desse modo, tomando a avifauna como representante da biodiversidade presente nestas paisagens, esta tese objetivou: 1) caracterizar as assembleias de aves ocorrentes nos remanescentes florestais de Mata Atlântica inseridos em paisagem antrópica agrícola, bem como as assembleias que ocorrem no interior das culturas de pasto e cana-de-açúcar, 2) identificar um método analítico adequado para acessar a integridade ecológica existente nos remanescentes florestais por meio das assembleias de aves, 3) avaliar o efeito da estrutura e dinâmica destas paisagens nas assembleias de aves ocorrentes nos remanescentes florestais, 4) identificar quais características da paisagem antrópica agrícola influenciam as aves ocorrentes no interior das culturas de pasto e cana-de-açúcar. Assembleias de aves foram amostradas mensalmente durante um ano (Nov2011-Nov2012) por meio de pontos fixos e transectos em oito remanescentes florestais com diferentes tamanhos (3-115ha) e históricos de degradação, e oito sítios amostrais localizados no interior das culturas agrícolas (quatro em pasto e quatro em cana-de-açúcar). Estes foram selecionados dentro de cinco unidades amostrais de uma paisagem tipicamente (16 km2) agrícola do Estado de São Paulo (Bacia do Rio Corumbataí). O índice de serviços ecossistêmicos de Ferraz et al. (2014) foi adotado como uma medida do grau de distúrbios antrópicos presente nos remanescentes florestais do qual leva em consideração a dinâmica e estrutura deles. Já as características das paisagens nas culturas agrícolas foram coletadas em duas escalas de análise (buffers circulares de 600 e 1000m) levando em consideração métricas que pudessem refletir uma maior heterogeneidade da paisagem. No total, 191 espécies foram observadas nos remanescentes florestais, enquanto que 137 nas culturas agrícolas. As aves com hábitos florestais, não-florestais, hábitos mistos florestais-não-florestais, pequenos insetívoros de sub-bosque, aves que forrageiam no estrato médio dos remanescentes, espécies endêmicas e ameaçadas foram os melhores indicadores ecológicos nos remanescentes. Estes grupos formaram a base de dados do Índice de Integridade Biótica (IIB) um método multimétrico que obteve um melhor desempenho em refletir a integridade existente nos remanescentes quando comparado com os níveis de sensibilidade a distúrbios antrópicos de Parker III et al. (1996), riqueza geral das assembleias e índice de diversidade de Shannon. Foram registradas 132 espécies nas pastagens enquanto que apenas 72 nos canaviais, sendo que tanto a riqueza geral quanto a abundância relativa de alguns grupos de aves foram explicadas pela variação na heterogeneidade da paisagem. Assim, conclui-se que métodos analíticos classicamente utilizados em ecologia podem apresentar falhas na avaliação ecológica de remanescentes de Mata Atlântica inseridos em paisagem antrópica, ocasionando interpretações errôneas. Novos métodos analíticos devem ser explorados, sendo o IIB um possível substituto. A diferença existente entre as assembleias de aves ocorrentes nas pastagens, (maior heterogeneidade) e nos canaviais (baixa heterogeneidade) indicam as consequências negativas que homogeneização da paisagem agrícola pode ocasionar à biodiversidade ocorrente nestas paisagens. / Because human-modified landscapes (HML) are dynamic and have structural complexity, continuous research is necessary to improve knowledge about the HML impacts on the biodiversity, as well as to provide knowledge of which current species may reflect the environmental conditions existing there. Thus, considering birds as sample of the HML existing biodiversity, the following thesis aimed to: 1) describe the bird assemblages of Atlantic Forest patches located in HML and bird assemblages of the interior of cattle pastures and sugar cane crops, 2) identify a proper bird analytical approach to assess the existing ecological integrity of forest patches in HML, 3) assess the effects of the landscape features (dynamic and structure) on the bird assemblages of forest patches in HML, 4) identify which landscapes features of both crops may exert influence on the bird assemblage composition of each crop. Bird sampling was performed monthly along one year (Nov 2011 - Nov 2012) in eight forest patches with different historical and size (3 - 115 ha), and eight sites located in the interior of each crop (four in cattle pasture and four in sugar cane), using point counts and transects. Five focal landscapes (16 km2) located in a typical HML of São Paulo state (Corumbataí river basin) were used to select these sampling sites. The rank of ecosystem services provisioning of Ferraz et al. (2014) was used as a measurement of the existing gradient of human disturbance in the forest patches, which was built through information about forest dynamic and structure. The landscape features of each crop were collected through two scale of analysis (circular buffers with 600 and 1000 radius meters) taking into account metrics that may represent the landscape heterogeneity. 191 species were observed in the forest patches while 137 in the crops. The forest birds, non-forest birds, birds with forest-non-forest habits, small understory-midstory insectivorous, species with foraging habits in the midstory strata, threatened and endemic species, were the best ecological indicators of the forest patches. These bird groups were used as database in the development of the Index of Biotic Integrity (IBI), a multimetric approach, which showed a better performance to indicate the existent integrity in the forest patches in comparison with \"sensitivity to disturbance\" of Parker III et al. (1996), total species richness and Shannon´s diversity index. 132 species were observed in cattle pastures while 72 in sugar cane. Both richness and relative abundance of some bird groups were explained by the landscape heterogeneity variation. Thus, it is possible to conclude that some classical birds analytical approaches may be flawed in the ecological assessment of Atlantic Forest patches inserted in HML. New analytical approaches should be explored, and the IBI is a possible alternative. The bird\'s assemblage differences between cattle pastures (high heterogeneity) and sugar cane (low heterogeneity) are an example of the negative consequences caused by the crops homogenization on the living biodiversity of agricultural landscapes.

Abstract Freshwater ecosystems are severely threatened by a variety of anthropogenic stressors. In order to keep track with at least part of the changes, it is important to efficiently assess and monitor freshwater biological diversity. Biological assessment programs are developed to detect human-induced changes in the ecological state of aquatic systems. These programs typically rely on the assumption that environmental conditions are the sole drivers of biological communities occupying a site and, thus, these local communities would correctly inform about environmental conditions. Recently, this background principle of current bioassessment methods has faced some criticism, stemming from the idea that community structuring is a more complex process than just a mere result of local environmental conditions. In this thesis, I studied the natural and anthropogenic drivers of freshwater biodiversity. I was particularly interested if the various biodiversity metrics studied showed any spatial patterns and if so, for which reasons these patterns might occur. To obtain a comprehensive picture of spatial patterns in biodiversity, I studied multiple spatial contexts, biological groups and indices. I found that environmental conditions were not the only drivers of freshwater biodiversity. Instead, different spatial patterns, likely stemming from dispersal processes, were surprisingly powerful drivers of aquatic communities and index values derived from them. The spatial context (i.e. spatial extent and connectivity) of the aquatic study systems likely played a major role in structuring biodiversity. I also found that the distinct biological groups and indices studied were partly related to different predictor variables. The findings of this thesis are of importance to the development of new bioassessment methods. The results of this thesis also suggest that the spatial context of the study setting should be acknowledged when interpreting results based on current bioassessment methods. / Tiivistelmä Makeanveden ekosysteemit ovat hyvin alttiita ihmistoiminnalle. Ekosysteemissä mahdollisesti tapahtuvien muutosten havaitseminen vaatii tehokkaita vesistöjen ekologisen tilan ja luonnon monimuotoisuuden arviointi- ja seurantamenetelmiä. Näiden menetelmien toimintaperiaatteen yleisenä tausta-ajatuksena on, että biologiset yhteisöt määräytyvät paikallisten ympäristöolojen mukaan. Tietyn paikan yhteisön oletetaan siis heijastavan kyseisen paikan ympäristön tilaa. Viime aikoina tausta-ajatus paikallisten ympäristöolojen merkityksestä ainoana eliöyhteisöjä muovaavana tekijänä on kuitenkin kohdannut kritiikkiä. Kriitikot painottavat, että biologisten yhteisöjen rakenteeseen vaikuttavat monet muutkin asiat kuin paikalliset ympäristöolosuhteet ja niissä tapahtuvat ihmisperäiset muutokset. Väitöskirjassani tutkin sisävesien luonnon monimuotoisuuteen vaikuttavia tekijöitä. Olin erityisen kiinnostunut siitä, näkyykö tutkituissa biologisissa parametreissa maantieteellisessä tilassa ilmeneviä spatiaalisia säännönmukaisuuksia. Saadakseni mahdollisimman laaja-alaisen käsityksen luonnon monimuotoisuudessa esiintyvistä spatiaalisista säännönmukaisuuksista, tutkin useaa spatiaalista kontekstia, eliöryhmää ja indeksiä. Tutkimuksessa selvisi, että paikalliset ympäristöolosuhteet eivät ole ainoita luonnon monimuotoisuuteen vaikuttavia tekijöitä. Erilaiset spatiaaliset säännönmukaisuudet, todennäköisesti eliöiden levittäytymiseen liittyvien seikkojen aiheuttamina, olivat yllättävän yleisiä makeiden vesien eliöyhteisöjen rakenteessa ja niihin perustuvien indeksien arvoissa. Tutkimussysteemien spatiaalinen konteksti (alueen laajuus ja paikkojen väliset spatiaaliset suhteet) selvästi vaikutti luonnon monimuotoisuutta kuvastavien indeksien arvojen vaihteluun. Lisäksi selvisi, että eri eliöryhmät ja indeksit olivat useimmiten liitoksissa hyvin erilaisiin selittäviin muuttujiin, osoittaen, että nämä mittarit kuvastavat eri asioita. Väitöskirjassa esitetyt havainnot on tärkeää huomioida vesistöjen ekologisen tilan ja luonnon monimuotoisuuden arviointi- ja seurantamenetelmiä kehitettäessä. Spatiaalisen kontekstin merkitys olisi hyvä huomioida myös nykyisten arviointi- ja seurantamenetelmien tuottamien tulosten tulkinnassa.