A descrição de padrões, i.e., tendências ou arranjos não aleatórios em comunidades, possui um longo histórico em ecologia vegetal. Comumente, a estrutura e diversidade de comunidades vegetais são descritas a partir de sua distribuição em classes de tamanho (SDD), distribuição espacial (SSD) e de sua distribuição abundância de espécies (SAD). Isto porque há um pressuposto de que padrões existentes nestes descritores de comunidades são assinaturas de processos fundamentais na sua organização e funcionamento. Assim, a descrição de padrões é com frequência o primeiro passo para gerar ou testar hipóteses sobre esses processos que regulam a estrutura e diversidade de comunidades. Organizada em diferentes capítulos, esta tese teve como objetivo central descrever e comparar padrões em diferentes comunidades arbóreas Neotropicais, buscando gerar hipóteses sobre os processos que regulam sua organização e funcionamento. Para tanto, buscou-se utilizar uma abordagem de inferência baseada no ajuste e seleção de modelos, que foi realizado usando máxima verossimilhança estatística. Em todos os capítulos, os dados sobre as comunidades arbóreas são oriundos de diferentes parcelas florestais permanentes, quatro delas com 10,24 hectares, localizadas no Brasil, e outra com 50 hectares, localizada no Panamá. Além da introdução geral sobre os conceitos e técnicas utilizadas nesta tese (Capítulo 1), foram avaliados e comparados: (i) os descritores básicos da estrutura florestal (i.e. abundância, área basal e riqueza de espécies por sub-parcela - Capítulo 2); (ii) a SAD e como ela varia com o aumento da escala e tamanho amostral (Capítulo 3); (iii) a SDD e como ela se relaciona com a demografia das espécies (Capítulo 4.1 e 4.2); e, por fim, (iv) a SSD e como ela varia entre parcelas permanentes (Capítulo 5). Apenas a relação entre a SDD e a demografia das espécies foi realizada como os dados da parcela panamenha, enquanto que os demais capítulos se referem as quatro parcelas brasileiras. Cada capítulo utilizou métodos e modelos probabilísticos distintos para a descrição e comparação das variáveis de interesse. O Capítulo 2 mostrou que os descritores básicos florestais foram muito diferentes entre as quatro parcelas brasileiras. Estes descritores foram raramente normais nas escalas estudadas e as diferenças entre as parcelas foram mais evidentes quando a variância é considerada, fornecendo informações extras sobre os processos geradores de variabilidade dentro das parcelas. O Capítulo 3 mostrou que a mudança no formato da SAD com o aumento da escala é predominantemente um efeito indireto do tamanho da amostra. Assim, pode haver um efeito de escala, mas esse efeito é pequeno e parece depender do grau de similaridade de espécies entre amostras. No capítulo 4.1, foi necessária uma combinação de quatro diferentes distribuições de probabilidade para descrever a ampla gama de SDD, visto que os modelos candidatos raramente foram adequados para a maioria das espécies. No capítulo 4.2, verificou-se que o crescimento e recrutamento determinam o formato da SDD, o que não aconteceu com a mortalidade. No geral, curvas decrescentes de crescimento por diâmetro (i.e., maior crescimento juvenil) levaram à SDD menos íngremes, enquanto que taxas altas de recrutamento estiveram relacionadas à SDD mais íngremes. Apesar das previsões da teoria de equilíbrio demográfico terem apresentado relações positivas com as SDD observadas, houve muita variação, fazendo com que as previsões fossem pouco confiáveis. No capítulo 5, confirmou-se que a grande maioria das espécies se distribui de maneira agregada no espaço. No entanto, as parcelas apresentaram diferentes padrões de intensidade e tamanho de agregação. As diferenças nestes padrões entre parcelas foram, em geral, similares àquelas encontradas ao comparar populações de uma mesma espécie entre parcelas. Assim, as parcelas permanentes brasileiras apresentaram padrões bem distintos umas das outras, tanto em termos de estrutura quanto de diversidade de espécies, padrões estes que provavelmente foram determinados pelas condições ambientais as quais estas comunidades estão sujeitas. Diferentes padrões também foram encontrados em relação à distribuição espacial das espécies (i.e. frequência, intensidade e tamanho de agregação). Contudo, os resultados sugeriram que estes padrões estiveram mais ligados a heterogeneidade ambiental interna das parcelas do que com condições de clima e solo as quais estas comunidades estão sujeitas. Por outro lado, os padrões de distribuição espacial das espécies parecem ter influenciado os padrões de diversidade das comunidades. Não houve, entretanto, um número suficiente de parcelas sob as diferentes combinações de condições ambientais para testar estas sugestões ou para fazer generalizações para cada formação florestal, sendo necessário o confronto destas sugestões com outros estudos realizados em condições similares. Já na parcela panamenha, foi confirmada a expectativa teórica de que distribuições diamétricas refletem a demografia das espécies, em especial os padrões de crescimento e recrutamento. Mas, houve grande variação entre as espécies, dificultando a inferência precisa de padrões demográficos passados das espécies a partir de SDD atuais. Por fim, a abordagem analítica baseada no ajuste e seleção de modelos por máxima foi uma alternativa viável, flexível e apropriada, principalmente em relação à comparação simultânea de diferentes modelos e à busca de processos por trás dos padrões encontrados. Apesar de algumas limitações de cunho operacional, a abordagem baseado em modelos é uma alternativa adequada para a descrição de comunidades arbóreas, podendo ser utilizada de maneira consorciada com outras abordagens (e.g. testes de hipóteses) para descrever padrões e para gerar ou testar hipóteses sobre esses processos fundamentais que regulam a estrutura e diversidade destas comunidades. / Pattern description - search for trends or non-random arrangements in communities, has a long history in plant ecology. Commonly, the structure and diversity of plant communities are described based on their size class distribution (SDD), spatial distribution (SSD) and species abundance distribution (SAD). This is because there is an underlying assumption that the existing patterns in these community descriptors are signatures of key processes determining their organization and functioning. Thus, pattern description is often the first step to generate or test hypotheses about the processes governing community structure and diversity. Organized in different chapters, the main goal of this thesis was to describe and compare different patterns in Neotropical tree communities and to generate hypotheses about the processes that regulate them. To do so we used an approach based on model selection, which was performed using maximum likelihood. In all chapters the data on tree communities came from different permanent forest plots, four of them of 10.24 ha located in Brazil and another 50 ha located in Panama. In addition to the general introduction of key concepts and techniques used along the thesis (Chapter 1), it was evaluated and compared: (i) the basic forest descriptors (i.e. abundance, basal area and species richness per subplot - Chapter 2), (ii) the SAD and how it varies with increasing sample size and scale (Chapter 3), (iii) the SDD and how it relates to species demography (Chapter 4.1 and 4.2) and, finally, (iv) the SSD and how it varies between plots (Chapter 5). Only the relationship between SDD and species demography o was performed using the Panama plot data, while the remaining chapters relate the four Brazilian plots. Each chapter used different methods and probabilistic models for the description and comparison of the variables of interest. In Chapter 2, it was found that basic forest descriptors were very different between the four Brazilian plots. These descriptors were rarely normal at the studied scales and differences between plots were more evident when variance is accounted for, which seems to provide information on processes generating within-plot variability. Chapter 3 showed that the change in shape of the SAD due to increasing scale is predominantly an indirect effect of sample size. Thus, there may be an effect of the scale, but this effect is minor and seems to depend on the degree of species turnover between samples. In Chapter 4.1, it was shown that the combination of four different probability distributions was necessary to describe the wide range of SDD, since models were rarely appropriate for the majority of tree species. In Chapter 4.2, it was found that growth and recruitment, but not mortality, shape the SDD. On average, decreasing growth-diameter curves (i.e. higher juvenile growth) were associated to less steep SDD, whereas high recruitment rates were related to steeper SDD. Although the predictions of demographic equilibrium theory were positively related to the observed SDD, there was lots of variation, making predictions quite unreliable. In Chapter 5, it was confirmed that the great majority of species had clumped spatial distributions. However, the results of intensity and size of clumps showed that the patterns of aggregation were different among plots. Species shared between two plots generally showed patterns of spatial distribution that matched the patterns found for individual plots. Therefore, the Brazilian plots presented very distinct patterns, both in terms of structure and species diversity, which were most probably determined by the environmental conditions to which these communities are subjected. Different patterns among plots were also found in respect to species spatial distribution (i.e. frequency, intensity and size of aggregation). However, the results suggested that these patterns were more connected to within-plot environmental heterogeneity than with climate and soil conditions. On the other hand, the spatial distribution of the species seems to have influenced the patterns of diversity of communities. There was not, however, a sufficient number of plots under different combinations of environmental conditions to test these suggestions or to make generalizations for each forest type, being necessary to confront these suggestions with other studies conducted in similar conditions. In the Panamanian plot, it was confirmed the theoretical expectation that diameter distributions reflect the demographics of the species, in particular the patterns of growth and recruitment. But there was great variability among species, making it difficult to infer past demographic patterns from current SDD. Finally, the analytical approach based on model fit and selection by maximum likelihood was a viable, flexible and appropriate approach, particularly in respect to the simultaneous comparison of different models and to the search for mechanisms underlying patterns. Despite some more operational limitations, the model-based approach is an appropriate alternative for the description of tree communities and can be jointly used with other approaches (e.g. hypothesis testing) for pattern description and to generate and test hypotheses on the fundamental processes that determine the structure and diversity of these communities.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-07-25T11:29:35Z No. of bitstreams: 1 thiagorubiolidafonseca.pdf: 2521373 bytes, checksum: a24da2c1e7f75a55e9c0a3bb75fc040e (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-25T16:32:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 thiagorubiolidafonseca.pdf: 2521373 bytes, checksum: a24da2c1e7f75a55e9c0a3bb75fc040e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-25T16:32:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 thiagorubiolidafonseca.pdf: 2521373 bytes, checksum: a24da2c1e7f75a55e9c0a3bb75fc040e (MD5) Previous issue date: 2016-03-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As florestas urbanas estão inseridas em uma matriz altamente antropizada e fragmentada, resultando em comunidades com diferentes arranjos bióticos e estruturais. Uma das principais consequências dos impactos antrópicos, intensificados durante o Antropoceno, foi o surgimento dos Novel Ecosystems. Considerando a importância das florestas urbanas para a manutenção de serviços ecossistêmicos, conservação da biodiversidade, bem estar humano e sua relação com o conceito de Novel Ecosystems, três perguntas foram elaboradas: (1) Fragmentos florestais urbanos, localizados próximos entre si, apresentam diversidade, estrutura e composição de espécies semelhantes? (2) Fragmentos florestais urbanos apresentam composição, diversidade e estrutura distintas de uma floresta secundária em estágio avançado de regeneração, de mesma fitofisionomia na região? (3) Os fragmentos florestais urbanos estudados são exemplos de Novel Forests no Brasil? O estudo foi realizado no sudeste de Minas Gerais, em predomínio de Floresta Estacional Semidecidual Montana. Os indivíduos arbóreos (DAP ≥ 5 cm) de cinco fragmentos florestais urbanos e um fragmento florestal em estágio avançado de regeneração (controle) foram amostrados em 10 parcelas de 20 x 20 m. Os fragmentos urbanos se diferenciaram entre si com relação à diversidade e composição de espécies, devido à dominância de espécies exóticas (Pinus elliottii Engelm.) e nativas oportunistas (Eremanthus erythropappus (DC.) MacLeish). Os fragmentos urbanos se diferenciaram da floresta controle, apresentando composição de espécies distinta, baixa acumulação de biomassa, baixa diversidade e distribuição de espécies menos heterogênea, em sua maioria. A dominância de poucas espécies (exóticas ou nativas oportunistas) foi suficiente para indicar a ultrapassagem de um limiar ecológico, classificando-os como Novel Forests. Devido à atualidade do conceito e a escassez de trabalhos no Brasil, este estudo é importante para documentar a existência de Novel Forests em território brasileiro e contribuir para o conhecimento do seu funcionamento. / Urban forests are within a highly anthropogenic and fragmented matrix, resulting in communities with distinct biotic and structural assemblages. The most important consequence of human impacts, which was intensified in the Anthropocene, was the arise of Novel Ecosystems. Given the importance of urban forests to maintain ecosystem services, biodiversity conservation, human welfare and its relation with Novel Ecosystem concept, three questions were developed: (1) Diversity, structure and species composition are similar in urban forest fragments, located close together? (2) Species composition, diversity and structure of urban forest fragments are distinct from an old-growth forest located within the same phytophysiognomy and same region? (3) Are the studied urban forest fragments examples of brazilian Novel Forests? The study was conducted in the southeast of Minas Gerais State, within the seasonally semideciduous domain. Trees (DBH ≥ 5 centimeter) of five urban forest fragments and one old-growth forest fragment (control) were sampled with 10 plots of 20 x 20 m. The results showed that urban forest fragments were different mainly between diversity and species composition, due to the dominance of alien species (Pinus elliottii Engelm.) and native opportunists (Eremanthus erythropappus (DC.) MacLeish). The urban forest fragments were different from the control forest due to mostly different species composition, low biomass accumulation, low diversity, and less heterogeneous species distribution. The dominance of a few species (exotic or native opportunists) in most of the urban forest fragments was sufficient to indicate a crossed ecological threshold and define them as Novel Ecosystems. Due to the novelty of the concept and lack of studies in Brazil, this is important to show the existence of Brazilian Novel Forests and contribute to the knowledge of their function.

Submitted by Natalie Mendes (nataliermendes@gmail.com) on 2015-11-18T00:32:31Z No. of bitstreams: 1 Disserta??o - Marcelo dos Santos Silva - 2013.pdf: 7962051 bytes, checksum: 4e7968dec1d69dfb701ea5b5c43215dd (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-18T00:32:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Disserta??o - Marcelo dos Santos Silva - 2013.pdf: 7962051 bytes, checksum: 4e7968dec1d69dfb701ea5b5c43215dd (MD5) Previous issue date: 2013-03-25 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / This study aimed to contribute to the knowledge of wood anatomy of the Atlantic Forest woody species, discussing their ecological/functional value, in addition to qualifying these species for energy generation and/or papermaking, based on derived values from measurements of the fibers and the bulk density. Serra da Jiboia is one of the areas indicated as priority for conservation of the Atlantic Forest and considered of extreme biological importance in terms of vegetation. Three to ten samples of 25 species were collected in the Serra da Jiboia, El?sio Medrado, Bahia. The portion from 1 to 3 cm from the bark was considered for making a macerate, histological slides, and measurement of the bulk density. The results are shown in two chapters and two appendices. In chapter 1, the existence of ecological trends for the Atlantic Forest of Serra da Jiboia was examined. The high frequency for growth rings boundaries distinct, diffuse porosity, absence of vessel arrangement, simultaneous presence of multiple and solitary vessels, simple perforation plates, tangential diameter of vessel larger than 350 ?m, nonseptate fibers, fiber length between 900-1600 ?m, fibers with simple to minutely bordered pits, rays per millimeter: 4-12, rays and/or axial elements irregularly storied and presence of inorganic inclusions. Most of these characteristics were interpreted as ecological trends for the Atlantic Forest of Serra da Jiboia, based on an analysis of the literature about their functional meanings and their correlation with the environmental characteristics of this environment. A smaller amount was assessed as arising from general evolutionary trends for the angiosperms. The conduction area, mesomorphy and vulnerability index, showed wide variation. More integrated studies involving wood anatomy which consider other aspects of the plants should be developed for a better understanding of the ecologic trends as well as its contrasting variations. In chapter 2, in which the anatomical and physical qualification of the wood for paper and/or energy production was made, four derived values ? wall fraction, flexibility coefficient, Runkel ratio and slenderness ratio ? and bulk density were measured. None of the species displayed all of the derived values optimal for paper production, although if each derived value is considered separately many of them could be qualified for this purpose. Most of the species were considered appropriate for power generation because they exhibit high wall fraction, Runkel ratio and high bulk density, and low flexibility coefficient. Aspidosperma discolor, Helicostylis tomentosa, Miconia amoena and Myrsine guianensis stand out from the rest. In conclusion, Serra da Jiboia proves to be a potential area for sustainable management studies of economically viable timbers. / Esse trabalho teve como objetivo contribuir para o conhecimento da anatomia do lenho de esp?cies arb?reas da Mata Atl?ntica, discutindo seu valor ecol?gico/funcional, al?m de qualificar estas esp?cies para gera??o de energia e/ou fabrica??o de papel, baseando-se nos valores derivados das dimens?es das fibras e na densidade aparente. A Serra da Jiboia ? uma das ?reas indicadas como priorit?rias para conserva??o da Mata Atl?ntica e classificada como de extrema import?ncia biol?gica no quesito vegeta??o. Foram coletadas de tr?s a dez amostras de 25 esp?cies nesta ?rea, localizada no munic?pio de El?sio Medrado, Bahia. Considerou-se a por??o entre 1-3 cm a partir da casca para confec??o de macerado, das l?minas histol?gicas e aferi??o da densidade aparente. Os resultados est?o apresentados em dois cap?tulos, e dois ap?ndices. No cap?tulo 1, examinou-se a exist?ncia de tend?ncias ecol?gicas para a Mata Atl?ntica da Serra da Jiboia, registrou-se alta frequ?ncia para an?is de crescimento distintos, porosidade difusa, aus?ncia de arranjo dos vasos, presen?a simult?nea de vasos solit?rios e m?ltiplos, placa de perfura??o simples, comprimento dos elementos de vasos maior que 350 ?m, fibras com ar?ola das pontoa??es simples a reduzida, presen?a de fibras n?o septadas, comprimento da fibra entre 900-1600 ?m, 4-12 raios por mil?metro, raios e elementos axiais n?o estratificados e presen?a de inclus?es inorg?nicas. A maioria destas caracter?sticas foi interpretada como tend?ncias ecol?gicas para a Mata Atl?ntica atrav?s da discuss?o com a literatura sobre seus significados funcionais e a correla??o destes com as caracter?sticas ambientais desse ambiente. Uma menor quantidade foi avaliada como decorrente das tend?ncias evolutivas gerais para as angiospermas. A ?rea de condu??o, ?ndice de vulnerabilidade e mesomorfismo apresentaram grande varia??o, trabalhos mais integrativos, envolvendo a anatomia da madeira, que considerem outros aspectos das plantas, devem ser desenvolvidos para uma melhor compreens?o das tend?ncias ecol?gicas, bem como da varia??o que se contrap?em a esta. No cap?tulo 2, no qual ? feita a qualifica??o anat?mica e f?sica da madeira para fabrica??o de papel e/ou produ??o de energia, quatro valores derivados ? fra??o parede, coeficiente de flexibilidade, ?ndice de Runkel e ?ndice de enfeltramento ? e a densidade aparente foram mensurados. Nenhuma esp?cie apresentou todos os valores derivados ?timos para a produ??o de papel, embora se considerado cada valor derivado isoladamente muitas delas podem ser qualificadas positivamente para este fim. A maioria das esp?cies apresentou-se aptas ? gera??o de energia por exibirem fra??o parede, ?ndice de Runkel e densidade aparente alta e baixo coeficiente de flexibilidade, destacando-se Aspidosperma discolor, Helicostylis tomentosa, Miconia amoena e Myrsine guianensis. Conclui-se, portanto, que a Serra da Jiboia apresenta-se como uma ?rea em potencial para estudos de manejo sustent?vel de madeiras economicamente vi?veis.