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La invasión de ambientes de pastizal por especies leñosas implica la adición de un taxón y de una forma de vida nueva o poco frecuente, provocando impactos sobre la estructura y función de estos ecosistemas. El Parque Provincial Ernesto Tornquist (PPET) en la Sierra de la Ventana (Buenos Aires) constituye uno de los escasos relictos de pastizal pampeano en relativo buen estado de conservación. Pinus halepensis (pino de Alepo), especie de origen mediterráneo, ha conse-guido establecerse y avanzar exitosamente sobre diversos ambientes de la reserva y en pastizales aledaños. El impacto asociado a su expansión determinó que se iniciara un plan de control mecánico para el manejo de la especie. En esta tesis se estudiaron aspectos ecológicos clave relacionados al proceso de invasión del pino de Alepo en complemento con el monitoreo de la recuperación luego del control de las áreas afectadas. Los objetivos específicos fueron: (1) analizar as-pectos de la ecología reproductiva de P. halepensis que resul-ten clave para el proceso de expansión, (2) evaluar el efecto del fuego y la presión de propágulos sobre el establecimiento de pinos y (3) describir la recuperación del pastizal luego del control de los pinos y en respuesta a accione complementa-rias de restauración. Mediante la combinación de muestreos a campo y experimentos al aire libre y en laboratorio se deter-minó la edad reproductiva mínima, la producción, liberación y potencial germinativo de las semillas, el período derecluta-miento y la supervivencia de las semillas en el suelo. Se des-cribió la estructura etaria de dos stands de pino con diferente historia de invasión y se reconstruyeron los eventos de co-lonización luego de los incendios que les dieron origen. Se desarrollaron relevamientos de vegetación para caracterizar variables de recuperación de la estructura y composición de la vegetación luego de acciones de corte total y parcial y de acciones complementarias sobre las áreas clareadas(remoción de acículas, disturbio superficial del suelo, agregado de sue-lo). La edad reproductiva mínima fue estimada en cinco años; los picos de liberación de semillas ocurrieron en verano, con un promedio de 103,9 semillas por cono; el porcentaje de germinación fue del 90%, el peso de las semillas de 27,9 mg; la densidad de semillas sanas en el suelo fue de 61,9 semillas/m2 en verano, decreciendo a 10,7 semillas/m2 en primavera y permaneciendo viables en el suelo por menos de un año. Todas estas variables resultaron semejantes a los valores citados para el área nativa de la especie, excepto el peso de las semillas y la densidad de semillas en el suelo, que resultaron mayores en el PPET, reflejando posibles ventajas relacionadas con el éxito de establecimiento y el escape de depredadores naturales. A doce años del incendio de 1987 la densidad de pinos alcanzó 5500 árboles/ha y la estructura etaria del stand mostró un reclutamiento continuo luego del fuego, muy leve durante los tres primeros años y más marca-do en los siguientes. También se observó un reclutamiento continuo de renovales tras el incendio de 2003, donde la distancia a las fuentes de semillas determinó diferencias en la densidad de pinos establecidos. A casi dos años del control de pinos las áreas clareadas exhibieron aumentos en la cobertura total de la vegetación y en la riqueza específica, sin encon-trarse variaciones importantes asociadas a los tratamientos complementarios sobre el suelo. La cobertura de plantas exóticas mostró un pico temporario luego de la tala de pinos pero se redujo luego a expensas del incremento en la abun-dancia de especies nativas. Durante el período de estudio no se pudo observar una recuperación del pH del suelo a los valores correspondientes a pastizales no invadidos. Aún consi-derando el corto periodo de monitoreo, los resultados obtenidos resaltan la capacidad de recuperación espontánea del pastizal pampeano serrano luego del control de los pinos. La implementación de acciones tempranas de control que alcancen la totalidad del área afectada permitiría neutralizar un problema que aparece como una de las principales amenazas para la biodiversidad y los servicios ecológicos de este ambiente. / Invasion of grasslands by woody plants implies not just the addition of a new taxa but also of a new or at least of a formerly scarce life-form, leading to sound changes on ecosystem structure and functioning. Ernesto Tornquist Provincial Park (ETPP) in Ventania Mountains (Buenos Aires) is one of the scarce relicts of pampean grasslands in a relative good conservation status. Pinus halepensis (Aleppo pine) is a Mediterranean species that has managed to establish and spread over different habitats in this reserve and in adjacent areas. The impact associated to its expansion motivated a management plan based on mechanical control. This thesis covers key ecological features related to the invasion process complemented with the monitoring of the recovery of natural grasslands after the felling of the trees. Specific objectives included: (1) to analyze characteristics of the reproductive biology of P. halepensis that are central for understanding its expansion, (2) to evaluate the effects of wildfires and of propagule pressure on the establishment of pines, and (3) to describe the recovery of grasslands after clearing invaded areas and also under different complemen-tary restoration actions. Field survey and experiments developed both at the reserve and in a laboratory were combined to assess age at first reproduction, seed produc-tion, release and germination potential, the timing of the recruitment and the survival of seeds in the soil. Age structures of two stands with different invasion history were described to understand the colonization process that origina-ted them both after wildfires. Vegetation surveys were conducted to describe the recovery of the structure and composition of plant communities after complete and partial tree clearance, and following different complementary actions (removal of pine needles, mechanical soils disturbance, and addition of top-soil). First reproduction was estimated at five years old; seed release peeked in the summer, with a mean of 103.9 seeds per cone; germination percentage was 90%, seeds weight 27.9 mg; the density of whole seeds in the soil was 61.9 seeds/m2 in the summer, decreasing to 10.7 seeds/m2 in the spring and loosing viability in less than a year time. All these variables were similar to those reported for the species in its native range, except for seed weight and density in the soil that were greater at ETPP, representing potential advantages related to greater establishment success and predators release. Twelve years after the 1987 fire, pines density reached 5500 trees/ha with an age struc-ture showing a continuous recruitment after fire, particularly low in the first three years but increasing in the following ones. A continuous recruitment was also noted after the 2003 fire, with a clear relationship between plant densities and distance from seed sources. About two years after controlling pines cleared areas showed increments in total vegetation cover and in species richness, with no significant differences associated to the complementary restoration actions that were tested. Percentage cover of alien plants showed a temporary peak after felling the trees but this was later reverted by an increase in the abundance of native plants. A recovery in soil pH to figures typical of non-invaded grasslands was not noticeable during this study. Even considering the short monitoring time, the results obtained in this thesis highlight the capacity of spontaneous recovery of mountain grasslands after controlling invasive pines. The implementation of early control actions covering all the area affected by the invasion of alien pines could neutralize a problem that appears as one of the main threats for the conservation of the biodiversity and ecological services of this ecosystem.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2015-11-23T17:44:03Z No. of bitstreams: 1 Elton Leonardo Boldo_.pdf: 23727744 bytes, checksum: b76b1c83d919f5fca18fe260c647abcb (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-23T17:44:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elton Leonardo Boldo_.pdf: 23727744 bytes, checksum: b76b1c83d919f5fca18fe260c647abcb (MD5) Previous issue date: 2015-07-30 / Nenhuma / Definir técnicas com acurácia para mapear a ocorrência de espécies invasoras facilita a compreensão de sua ocorrência, dominância e habitats preferenciais. Produzir mapas detalhados com ferramentas associadas em um Sistema de Informações Geográficas – SIG pode auxiliar e diminuir o tempo de trabalho para mapear e apontar a tomada de decisões com vistas a elaboração de estudos, dinâmicas de ocorrência e políticas de controle de espécies invasoras. O objetivo principal do estudo é mapear a distribuição espacial de L. lucidum na região serrana no sul do Bioma Mata Atlântica, em diferentes escalas espaciais. De forma específica pretende-se (i) avaliar mapeamentos de manchas de invasão obtidas a partir de imagens multiespectrais dos satélites Geoeye (pixel de 0,25m2) e Landsat 5 TM (pixel de 900m2), quanto à acurácia da classificação, área total invadida, tamanho e número de manchas; e se aplicável, (ii) determinar a ocorrência potencial da espécie para uma área mais ampla, a partir de imagens Landsat 5 TM. Aplicou-se técnicas de classificação supervisionada para o uso do solo e para a ocorrência da espécie invasora determinou-se o NDVI, a classificação dos pixels pelo método Spectral Angle Mapper (S.A.M) e a acurácia pelo índice kappa. A classificação com imagem do Geoeye apresentou uma ocorrência de 239.60 ha e um índice kappa de 0.86, onde a maior área ocupada correspondeu a manchas entre 1 e 100m². Já o uso de imagens do Landsat 5TM apresentou na sua classificação final uma área de 219.06ha de ocorrência da espécie e um índice kappa de 0.74, onde a maior área ocupada correspondeu a manchas maiores de 15.000m². Para aferir a acurácia da imagem de baixa resolução espacial utilizou-se os pontos de controle da imagem do Geoeye, obtendo um índice kappa de 0.38. Pelo modelo acurado gerou-se um modelo de ocorrência potencial para uma região de 341km², obtendo uma área de 16.379ha da espécie e uma ocorrência de 9.74% do L. lucidum em relação as áreas florestais. A espécie possui ocorrência confirmada e representativa na área e em curto espaço de tempo poderá se tornar uma ameaça ao ecossistema florestal da Serra Gaúcha, alcançando percentuais de invasão que não possibilitem sua erradicação. Devido a ocorrência em ampla escala do L. lucidum como invasor, o controle só pode ser possível em fases iniciais do processo, sendo economicamente restritiva e ecologicamente inviável em etapas avançadas. / Set techniques to accurately map the occurrence of invasive species facilitates the understanding of its occurrence, dominance and preferred habitats. Produce detailed maps with associated tools in a Geographic Information System - GIS can help and reduce working time to map and point out the decision-making with a view to preparing studies, dynamics of occurrence and governance control of invasive species. The main objective of the study is to map the spatial distribution of L. lucidum in the mountainous region in the south of the Atlantic Forest biome, at different spatial scales. Specifically intended to (i) evaluate mappings invasion spots obtained from multispectral satellite images of Geoeye (pixel 0,25m²) and Landsat 5 TM (pixel 900m²), as to the accuracy of classification, total área invaded , size and number of spots; and if applicable, (ii) determining the potential for occurrence in a wider area, from 5 Landsat TM images. It applied supervised classification techniques for land use and the occurrence of invasive species determined the NDVI, the classification of pixels by Spectral Angle Mapper Method (SAM) and the accuracy of the kappa index. The classification Geoeye image showed an occurrence of 239.60 ha and a kappa index of 0.86, where the highest occupied area corresponded to spots between 1 and 100 m². Already using Landsat 5TM images presented in their final classification of an área 219.06ha of occurrence of the species, and a kappa index of 0.74, where the highest occupied area corresponding to larger spots 15.000m². To assess the accuracy of the low spatial resolution image used to the control points of Geoeye image, getting a kappa index 0.38. By accurate model was generated a potential occurrence model for a region of 341km², obtaining an area of 16.379ha the species and occurrence of 9.74% of L. lucidum over forest areas. The species has confirmed and representative occurrence in the area and in short time can become a threat to the forest ecosystem of Serra Gaucha, reaching invasion percentages which do not lend its eradication. Due to occur on a large scale of L. lucidum as an intruder, the control can only be possible in the early stages of the process, being economically and ecologically feasible restrictive in advanced stages.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A chuva de sementes é a dinâmica de dispersão de uma floresta, representando o que chega ao solo por meio dos agentes dispersores. Na comunidade de plantas, as síndromes de dispersão predominantes permitem entender os estádios sucessionais, estrutura e o nível de conservação da vegetação. No Brasil, a jaqueira, Artocarpus heterophyllus, é considerada uma espécie exótica invasora, que foi introduzida no período colonial. Essa invasão biológica pode comprometer a dispersão dos diásporos de espécies nativas pela chuva de sementes, já que a dispersão é influenciada pela distribuição espacial das plantas e pelas barreiras presentes no ambiente. O trabalho teve por objetivo verificar se a jaqueira, por ser uma espécie exótica invasora, influência na composição e abundância da chuva de sementes. O estudo foi realizado em floresta Atlântica, localizada no Parque Estadual da Ilha Grande, RJ. Foram utilizados para a coleta da chuva de semente 16 coletores de 1m de diâmetro, em áreas com (C) e sem (S) jaqueira, totalizando 32 coletores verificados mensalmente durante um ano de coleta. As análises estatísticas realizadas foram ANOVA, Regressão e NMDS, com o objetivo de verificar se a presença da jaqueira estaria influenciando na chuva de sementes quanto a riqueza, composição e abundância. Foram coletadas 320 amostras e contabilizadas 166.376 sementes, sendo encontrados 84 morfoespécies, 29 espécies em 25 famílias e 55 morfoespécies não identificadas. As áreas sem (S) jaqueira apresentaram maior riqueza, menor abundância e maior diversidade. Nas áreas com jaqueira (C) a abundância de sementes nativas apresentou uma relação negativa com a abundância dessa exótica nas parcelas. A composição e a abundância dos diásporos não tiveram uma separação nítida entre as áreas com e sem jaqueiras, como mostrado no NMDS. Porém, quando analisado o primeiro eixo do NMDS com a abundância de jaqueiras, a ordenação das grades mostrou ter uma relação com a abundância de jaqueiras. As principais síndromes de dispersão observadas no trabalho, referente às espécies que foram identificadas, foram à anemocoria e a zoocoria, sendo esta ultima síndrome a mais abundante entre as áreas. Os resultados mostraram que a presença das jaqueiras afeta, negativamente a chuva de sementes no Parque Estadual da Ilha Grande. Uma menor riqueza e abundância de sementes nativas alcançaram o solo nas áreas com jaqueira (C) podendo afetar a sucessão e a dinâmica da floresta. / Seed rain is the dynamic seed dispersion of a forest, representing what reaches the ground by means of dispersal agents. In the community of plants, the predominant dispersal syndromes allow the understanding of the successional stages, structure and level of conservation of vegetation. The jackfruit tree, Artocarpus heterophyllus, was introduced In Brazil during the colonial period. The jackfruit invasion could be impairing the dispersion of native species, since the dispersion of native seeds may be affected by the spatial distribution of plants and by the barriers present in the environment. The study aimed to verify whether the jacket, because it is an exotic invasive species, influences the composition and abundance of seed rain. The study was conducted in the Atlantic forest, located in the State Park of Ilha Grande, RJ. Were used to collect seed rain 16 collectors with 1m of diameter in areas with (C) and without (S) jackfruit, totaling 32 collectors checked monthly during one year of collection. The analyses performed in this work were ANOVA, Regression and NMDS, in order to verify if the presence of jackfruit would be influencing the seed rain as for richness, composition and abundance. In the material from 320 samples, we observed 166.376 seeds, corresponding to 84 morphospecies, 29 species belonging to 25 families and 55 unidentified morphospecies. The areas without (S) jackfruit showed greater richness, low abundance and diversity. In areas with jackfruit (C) the abundance of native seeds showed a negative relationship with the abundance of the exotic in the plots. The composition and abundance of diaspores had no clear separation between areas with and without jackfruit, as showed in the NMDS. However, when analyzing the first axis of NMDS with the abundance of jackfruit trees in the grids, the relationship with the number abundance of jackfruit. The main dispersion syndromes observed in work related species which have been identified, and were anemochory and zoochory, the latter being the most abundant syndrome among areas. The results showed that the presence of jackfruit tree affects the seed rain in Ilha Grande State Park. A lower richness and abundance of native seeds reach the ground in areas with jackfruit (C) affecting the succession and dynamics of the forest.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A chuva de sementes é a dinâmica de dispersão de uma floresta, representando o que chega ao solo por meio dos agentes dispersores. Na comunidade de plantas, as síndromes de dispersão predominantes permitem entender os estádios sucessionais, estrutura e o nível de conservação da vegetação. No Brasil, a jaqueira, Artocarpus heterophyllus, é considerada uma espécie exótica invasora, que foi introduzida no período colonial. Essa invasão biológica pode comprometer a dispersão dos diásporos de espécies nativas pela chuva de sementes, já que a dispersão é influenciada pela distribuição espacial das plantas e pelas barreiras presentes no ambiente. O trabalho teve por objetivo verificar se a jaqueira, por ser uma espécie exótica invasora, influência na composição e abundância da chuva de sementes. O estudo foi realizado em floresta Atlântica, localizada no Parque Estadual da Ilha Grande, RJ. Foram utilizados para a coleta da chuva de semente 16 coletores de 1m de diâmetro, em áreas com (C) e sem (S) jaqueira, totalizando 32 coletores verificados mensalmente durante um ano de coleta. As análises estatísticas realizadas foram ANOVA, Regressão e NMDS, com o objetivo de verificar se a presença da jaqueira estaria influenciando na chuva de sementes quanto a riqueza, composição e abundância. Foram coletadas 320 amostras e contabilizadas 166.376 sementes, sendo encontrados 84 morfoespécies, 29 espécies em 25 famílias e 55 morfoespécies não identificadas. As áreas sem (S) jaqueira apresentaram maior riqueza, menor abundância e maior diversidade. Nas áreas com jaqueira (C) a abundância de sementes nativas apresentou uma relação negativa com a abundância dessa exótica nas parcelas. A composição e a abundância dos diásporos não tiveram uma separação nítida entre as áreas com e sem jaqueiras, como mostrado no NMDS. Porém, quando analisado o primeiro eixo do NMDS com a abundância de jaqueiras, a ordenação das grades mostrou ter uma relação com a abundância de jaqueiras. As principais síndromes de dispersão observadas no trabalho, referente às espécies que foram identificadas, foram à anemocoria e a zoocoria, sendo esta ultima síndrome a mais abundante entre as áreas. Os resultados mostraram que a presença das jaqueiras afeta, negativamente a chuva de sementes no Parque Estadual da Ilha Grande. Uma menor riqueza e abundância de sementes nativas alcançaram o solo nas áreas com jaqueira (C) podendo afetar a sucessão e a dinâmica da floresta. / Seed rain is the dynamic seed dispersion of a forest, representing what reaches the ground by means of dispersal agents. In the community of plants, the predominant dispersal syndromes allow the understanding of the successional stages, structure and level of conservation of vegetation. The jackfruit tree, Artocarpus heterophyllus, was introduced In Brazil during the colonial period. The jackfruit invasion could be impairing the dispersion of native species, since the dispersion of native seeds may be affected by the spatial distribution of plants and by the barriers present in the environment. The study aimed to verify whether the jacket, because it is an exotic invasive species, influences the composition and abundance of seed rain. The study was conducted in the Atlantic forest, located in the State Park of Ilha Grande, RJ. Were used to collect seed rain 16 collectors with 1m of diameter in areas with (C) and without (S) jackfruit, totaling 32 collectors checked monthly during one year of collection. The analyses performed in this work were ANOVA, Regression and NMDS, in order to verify if the presence of jackfruit would be influencing the seed rain as for richness, composition and abundance. In the material from 320 samples, we observed 166.376 seeds, corresponding to 84 morphospecies, 29 species belonging to 25 families and 55 unidentified morphospecies. The areas without (S) jackfruit showed greater richness, low abundance and diversity. In areas with jackfruit (C) the abundance of native seeds showed a negative relationship with the abundance of the exotic in the plots. The composition and abundance of diaspores had no clear separation between areas with and without jackfruit, as showed in the NMDS. However, when analyzing the first axis of NMDS with the abundance of jackfruit trees in the grids, the relationship with the number abundance of jackfruit. The main dispersion syndromes observed in work related species which have been identified, and were anemochory and zoochory, the latter being the most abundant syndrome among areas. The results showed that the presence of jackfruit tree affects the seed rain in Ilha Grande State Park. A lower richness and abundance of native seeds reach the ground in areas with jackfruit (C) affecting the succession and dynamics of the forest.