Nesta tese investigou-se os padrões microclimáticos, de fluxos de energia e CO2 em uma floresta em planície de inundação da Ilha do Bananal, com ênfase nos efeitos da inundação sazonal nas variáveis atmosféricas e na produtividade do ecossistema, além de estimativas de fluxos aquáticos evasivos de CO2 e CH4. Para tanto, foram utilizadas técnicas micrometeorológicas de vórtices turbulentos, estimativas de armazenamento vertical de CO2 e dados medidos em uma torre micrometeorológica no período de 2004 a 2014, além de campanhas específicas para medidas de fluxos evasivos. Embora existam ciclos sazonais bem definidos de precipitação, temperatura do ar e umidade na região, controlados pela oferta radiativa, esta não explica diretamente as variações na evapotranspiração quando se busca explicá-la pelo aumento da disponibilidade energética. O particionamento da energia disponível aponta para um domínio do calor latente em comparação ao sensível durante períodos de decaimento do saldo de radiação, configurando um padrão peculiar não reportado na literatura. Os dados de temperatura do ar, precipitação pluviométrica, fluxos turbulentos de CO2 e fluxos energéticos (LE e H) mostraram uma possível influência das secas que ocorreram no lado oeste da região, também neste sítio experimental do leste. Os anos de 2005 e 2010 foram mais quentes, pouco chuvosos e mais secos que os demais anos da série de dados, e em 2010 ocorreu a menor produtividade líquida da estação seca. A inundação mostrou ter um papel importante nos fluxos de CO2, fazendo com que a produtividade bruta, a respiração do ecossistema e a produtividade líquida diminuam, somando-se os efeitos esperados pelo controle radiativo. A produtividade líquida respondeu aos efeitos da inundação semanas antes desta iniciar na torre, persistindo seus efeitos até algumas semanas depois, com a diminuição da produtividade. Já a respiração do ecossistema e a produtividade primária bruta mostraram ser mais sensíveis ao início da estação seca, com uma interrupção no declínio atribuído à inundação, provavelmente devido ao favorecimento da decomposição de matéria orgânica suspensa na água. Os resultados dos fluxos de carbono sugerem uma alta assimilação de CO2 pela floresta, o que requer corroboração através de medidas biométricas, não sendo, contudo, descartada a confiabilidade dos resultados. Os resultados da campanha para medidas de fluxos evasivos mostraram que o rio é uma fonte de CO2 para a atmosfera, e tanto o rio quanto a superfície vegetada atuam como fonte de CH4 para a atmosfera, com maior contribuição da superfície vegetada. As concentrações de metano e carbono na água foram superiores ás amostragens da atmosfera, o que já era esperado conforme os estudos existentes na literatura. / This thesis investigated the microclimate, CO2 and energy fluxes patterns at a forest in floodplain of Bananal Island, with emphasis on the seasonal flooding effects in atmospheric variables and ecosystem productivity, as well as estimates of evasive water CO2 and CH4 fluxes. To carry it out, micrometeorological eddy covariance technique was associated, vertical storage CO2 estimates and measured data in a micrometeorological tower from 2004 to 2014, as well as specific campaigns for evasive fluxes measures. Although there are welldefined seasonal cycles of precipitation, air temperature and humidity in the area controlled by the radiative offer, it does not directly explain the variations in evapotranspiration when seeking for explain it by the increase in energy availability. Partitioning of the available energy points to a latent heat flux domain compared to sensible heat flux during net radiation decay periods, showing a peculiar pattern not reported in the literature. The data air temperature, rainfall, eddy CO2 and energy fluxes (LE and H) showed a possible influence of droughts that occurred on the west side of the region, in this experimental site from the east. The years 2005 and 2010 were warmer, little rainy and drier than the other years of the data series, and in 2010 had the lowest net productivity of the dry season. The flood was shown to have an important role in CO2 streams, causing the gross productivity, ecosystem respiration and the net productivity decrease, adding to the effects expected by the radiative control. The net productivity responded to the effects of flooding weeks before this start in the tower, continuing its effects until a few weeks later, with decreasing productivity. Already ecosystem respiration and gross primary productivity proved to be more sensitive to early dry season, with an interruption in the decline attributed to flooding, probably due to favoring the decomposition of organic matter suspended in the water. The results of the carbon fluxes suggest a high CO2 assimilation by forest, which requires corroboration through biometric measurements and are not, however, ruled out the reliability of the results. The results of the campaign to evasive flux measurements showed that the river is a CO2 source to the atmosphere, and both the river and the vegetated surface act as a CH4 source to the atmosphere, with a greater contribution of the vegetated surface. Methane and carbon concentrations in the water were higher ace sampling the atmosphere, which was expected as existing studies in the literature.

Interações interespecíficas são consideradas importantes forças estruturadoras da vegetação. Enquanto a competição aparentemente prevalece em ambientes com menor estresse abiótico, a facilitação tende a aumentar em importância em ambientes de maior estresse. Consequentemente, é esperado que a facilitação desempenhe um papel importante em áreas tropicais degradadas, nas quais as condições abióticas, envolvendo altos níveis de irradiação, temperatura e evapotranspiração, são muito distintas das condições ótimas para a maioria das espécies florestais. Além disso, face à complexidade dos processos estruturadores de comunidades florestais tropicais altamente diversas, os ecólogos têm percebido a necessidade de simplificação. Um caminho promissor para isso é por meio do uso de características funcionais, que podem ser medidas para qualquer espécie e comparadas em diferentes sistemas e locais. No entanto, em áreas degradadas ainda é incerta a relação entre as características funcionais e o desempenho das espécies. Neste contexto, planejamos um projeto de restauração na planície costeira do sudeste brasileiro para comparar o crescimento e a sobrevivência de mudas de árvores plantadas em diferentes densidades (sistema isolado ou sistema agregado) em um experimento fatorial com adição de nutrientes. No primeiro capítulo analisamos a sobrevivência, altura, diâmetro ao nível do solo e projeção da copa de 4.132 mudas de 19 espécies de diferentes classificações sucessionais, durante um período de 18 meses. Usamos modelos de efeitos mistos para analisar a relação entre o desempenho de espécies e os tratamentos e selecionamos os melhores modelos utilizando o critério de informação de Akaike (AIC). Verificamos uma maior sobrevivência nos sistemas agregados para as espécies não-pioneiras, indicando o predomínio do processo de facilitação. Em contrapartida, constatamos um menor crescimento em diâmetro nos sistema de plantio agregado, indicando o predomínio de competição. A adição de nutrientes não afetou a sobrevivência nos sistemas agregados, mas, surpreendentemente, teve um efeito negativo sobre as plantas isoladas. Além disso, a adição de nutrientes teve um efeito positivo sobre crescimento, diâmetro e projeção da copa nos sistemas de plantio agregado (indicando a redução da competição), especialmente para espécies pioneiras. Uma vez que o estabelecimento de espécies não-pioneiras em áreas degradadas pode ser bastante difícil, a facilitação para a sobrevivência dessas espécies em sistemas agregados pode ser utilizada como instrumento para melhorar os modelos de restauração. No segundo capítulo utilizamos algumas características funcionais que são facilmente mensuráveis para investigar sua relação com o crescimento e sobrevivência das mudas. Além disso, testamos o efeito das interações interespecíficas na relação das características funcionais com o desempenho das plantas. Para espécies pioneiras, uma maior área foliar específica (SLA - Specific leaf area), foi relacionada com uma maior taxa de sobrevivência. Entretanto, ao considerarmos as relações interespecíficas (sistemas agregados), maior SLA foi relacionada com uma menor taxa de sobrevivência. Em geral, as características funcionais explicaram apenas parcialmente o desempenho de mudas no contexto de restauração de áreas degradadas. Nosso trabalho contribuiu para a discussão sobre o potencial da aplicação prática da abordagem funcional na escolha das espécies para a recuperação de áreas degradadas. O caráter manipulativo da restauração ecológica baseada no plantio de mudas amplia as perspectivas para implementar experimentos que visem testar novas hipóteses em ecologia e refinar modelos de restauração / Interspecific interactions are considered to be important structuring forces in early successional vegetation. Whereas competition seems to prevail in less severe environments, facilitation tends to increase in importance in harsh environments. Hence, facilitation is expected to play an important role in degraded tropical areas with high irradiance, heat loads, and evapotranspiration, where conditions are far from optimum for most forest species. Moreover, in order to understand complex structuring process of high diverse tropical forests, ecologists have realized the need for simplification. A promising way to do that is through the use of functional traits, which can be measured for any species and compared in different systems and different locations around the world. However, in these conditions, little is known about the role of species interaction on the relation of functional traits and species performance. In this scenario, we planned a restoration project on the southeastern Brazilian coastal plain to compare growth and survival of tree seedlings planted at two densities (isolated or aggregated) in a factorial experiment with nutrient addition. In the first chapter we analyzed survival, height, ground level diameter, and crown projection of 4,132 saplings from 19 species that ranged along a successional gradient, over an 18-month period. We used mixed-effect models to analyze the relationship between species performance and treatments, and Akaike\'s information criterion (AIC) to select the models. The best model showed higher survival in aggregated plantations (indicating facilitation) for non-pioneer species. In contrast, we found lower diameter growth in aggregated plantation (indicating competition). Fertilizer addition did not affect survival in clusters, but, surprisingly, it had a negative effect on isolated plants of both pioneer and non-pioneer species. On the other hand, fertilizer addition had a positive effect on diameter and crown projection growth in aggregated plantations (reducing competition), especially for pioneer species. Thus, whether facilitation or competition was the predominant interaction depended on the response analyzed. We concluded that, as establishment of non-pioneer species in disturbed sites can be challenging, restoration designs could take advantage of higher survival rates in clusters and use resource addition to ameliorate growth and decrease competition for limited resources. In the second chapter we used the core simple-measurable traits to investigate whether functional traits were related to growth and survival and whether there was a difference in the effect of the functional traits on plant performance of isolated individuals or of individuals subjected to interaction with neighbors. Our main findings were that for pioneer species, the greater the specific leaf areas (SLA), the greater the survival rates, but, under aggregated conditions, the greater the SLA the lower the survival rates. However, functional traits only partially explained saplings performance in a restoration context and more research is needed to understand its role in predicting seedlings outcomes, especially considering the potential applicability of this methodological approach. The manipulative character of ecological restoration broadens perspectives to use experiments to generate and test new hypotheses in ecology and to refine restoration models

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.

Nesta tese investigou-se os padrões microclimáticos, de fluxos de energia e CO2 em uma floresta em planície de inundação da Ilha do Bananal, com ênfase nos efeitos da inundação sazonal nas variáveis atmosféricas e na produtividade do ecossistema, além de estimativas de fluxos aquáticos evasivos de CO2 e CH4. Para tanto, foram utilizadas técnicas micrometeorológicas de vórtices turbulentos, estimativas de armazenamento vertical de CO2 e dados medidos em uma torre micrometeorológica no período de 2004 a 2014, além de campanhas específicas para medidas de fluxos evasivos. Embora existam ciclos sazonais bem definidos de precipitação, temperatura do ar e umidade na região, controlados pela oferta radiativa, esta não explica diretamente as variações na evapotranspiração quando se busca explicá-la pelo aumento da disponibilidade energética. O particionamento da energia disponível aponta para um domínio do calor latente em comparação ao sensível durante períodos de decaimento do saldo de radiação, configurando um padrão peculiar não reportado na literatura. Os dados de temperatura do ar, precipitação pluviométrica, fluxos turbulentos de CO2 e fluxos energéticos (LE e H) mostraram uma possível influência das secas que ocorreram no lado oeste da região, também neste sítio experimental do leste. Os anos de 2005 e 2010 foram mais quentes, pouco chuvosos e mais secos que os demais anos da série de dados, e em 2010 ocorreu a menor produtividade líquida da estação seca. A inundação mostrou ter um papel importante nos fluxos de CO2, fazendo com que a produtividade bruta, a respiração do ecossistema e a produtividade líquida diminuam, somando-se os efeitos esperados pelo controle radiativo. A produtividade líquida respondeu aos efeitos da inundação semanas antes desta iniciar na torre, persistindo seus efeitos até algumas semanas depois, com a diminuição da produtividade. Já a respiração do ecossistema e a produtividade primária bruta mostraram ser mais sensíveis ao início da estação seca, com uma interrupção no declínio atribuído à inundação, provavelmente devido ao favorecimento da decomposição de matéria orgânica suspensa na água. Os resultados dos fluxos de carbono sugerem uma alta assimilação de CO2 pela floresta, o que requer corroboração através de medidas biométricas, não sendo, contudo, descartada a confiabilidade dos resultados. Os resultados da campanha para medidas de fluxos evasivos mostraram que o rio é uma fonte de CO2 para a atmosfera, e tanto o rio quanto a superfície vegetada atuam como fonte de CH4 para a atmosfera, com maior contribuição da superfície vegetada. As concentrações de metano e carbono na água foram superiores ás amostragens da atmosfera, o que já era esperado conforme os estudos existentes na literatura. / This thesis investigated the microclimate, CO2 and energy fluxes patterns at a forest in floodplain of Bananal Island, with emphasis on the seasonal flooding effects in atmospheric variables and ecosystem productivity, as well as estimates of evasive water CO2 and CH4 fluxes. To carry it out, micrometeorological eddy covariance technique was associated, vertical storage CO2 estimates and measured data in a micrometeorological tower from 2004 to 2014, as well as specific campaigns for evasive fluxes measures. Although there are welldefined seasonal cycles of precipitation, air temperature and humidity in the area controlled by the radiative offer, it does not directly explain the variations in evapotranspiration when seeking for explain it by the increase in energy availability. Partitioning of the available energy points to a latent heat flux domain compared to sensible heat flux during net radiation decay periods, showing a peculiar pattern not reported in the literature. The data air temperature, rainfall, eddy CO2 and energy fluxes (LE and H) showed a possible influence of droughts that occurred on the west side of the region, in this experimental site from the east. The years 2005 and 2010 were warmer, little rainy and drier than the other years of the data series, and in 2010 had the lowest net productivity of the dry season. The flood was shown to have an important role in CO2 streams, causing the gross productivity, ecosystem respiration and the net productivity decrease, adding to the effects expected by the radiative control. The net productivity responded to the effects of flooding weeks before this start in the tower, continuing its effects until a few weeks later, with decreasing productivity. Already ecosystem respiration and gross primary productivity proved to be more sensitive to early dry season, with an interruption in the decline attributed to flooding, probably due to favoring the decomposition of organic matter suspended in the water. The results of the carbon fluxes suggest a high CO2 assimilation by forest, which requires corroboration through biometric measurements and are not, however, ruled out the reliability of the results. The results of the campaign to evasive flux measurements showed that the river is a CO2 source to the atmosphere, and both the river and the vegetated surface act as a CH4 source to the atmosphere, with a greater contribution of the vegetated surface. Methane and carbon concentrations in the water were higher ace sampling the atmosphere, which was expected as existing studies in the literature.

Interações interespecíficas são consideradas importantes forças estruturadoras da vegetação. Enquanto a competição aparentemente prevalece em ambientes com menor estresse abiótico, a facilitação tende a aumentar em importância em ambientes de maior estresse. Consequentemente, é esperado que a facilitação desempenhe um papel importante em áreas tropicais degradadas, nas quais as condições abióticas, envolvendo altos níveis de irradiação, temperatura e evapotranspiração, são muito distintas das condições ótimas para a maioria das espécies florestais. Além disso, face à complexidade dos processos estruturadores de comunidades florestais tropicais altamente diversas, os ecólogos têm percebido a necessidade de simplificação. Um caminho promissor para isso é por meio do uso de características funcionais, que podem ser medidas para qualquer espécie e comparadas em diferentes sistemas e locais. No entanto, em áreas degradadas ainda é incerta a relação entre as características funcionais e o desempenho das espécies. Neste contexto, planejamos um projeto de restauração na planície costeira do sudeste brasileiro para comparar o crescimento e a sobrevivência de mudas de árvores plantadas em diferentes densidades (sistema isolado ou sistema agregado) em um experimento fatorial com adição de nutrientes. No primeiro capítulo analisamos a sobrevivência, altura, diâmetro ao nível do solo e projeção da copa de 4.132 mudas de 19 espécies de diferentes classificações sucessionais, durante um período de 18 meses. Usamos modelos de efeitos mistos para analisar a relação entre o desempenho de espécies e os tratamentos e selecionamos os melhores modelos utilizando o critério de informação de Akaike (AIC). Verificamos uma maior sobrevivência nos sistemas agregados para as espécies não-pioneiras, indicando o predomínio do processo de facilitação. Em contrapartida, constatamos um menor crescimento em diâmetro nos sistema de plantio agregado, indicando o predomínio de competição. A adição de nutrientes não afetou a sobrevivência nos sistemas agregados, mas, surpreendentemente, teve um efeito negativo sobre as plantas isoladas. Além disso, a adição de nutrientes teve um efeito positivo sobre crescimento, diâmetro e projeção da copa nos sistemas de plantio agregado (indicando a redução da competição), especialmente para espécies pioneiras. Uma vez que o estabelecimento de espécies não-pioneiras em áreas degradadas pode ser bastante difícil, a facilitação para a sobrevivência dessas espécies em sistemas agregados pode ser utilizada como instrumento para melhorar os modelos de restauração. No segundo capítulo utilizamos algumas características funcionais que são facilmente mensuráveis para investigar sua relação com o crescimento e sobrevivência das mudas. Além disso, testamos o efeito das interações interespecíficas na relação das características funcionais com o desempenho das plantas. Para espécies pioneiras, uma maior área foliar específica (SLA - Specific leaf area), foi relacionada com uma maior taxa de sobrevivência. Entretanto, ao considerarmos as relações interespecíficas (sistemas agregados), maior SLA foi relacionada com uma menor taxa de sobrevivência. Em geral, as características funcionais explicaram apenas parcialmente o desempenho de mudas no contexto de restauração de áreas degradadas. Nosso trabalho contribuiu para a discussão sobre o potencial da aplicação prática da abordagem funcional na escolha das espécies para a recuperação de áreas degradadas. O caráter manipulativo da restauração ecológica baseada no plantio de mudas amplia as perspectivas para implementar experimentos que visem testar novas hipóteses em ecologia e refinar modelos de restauração / Interspecific interactions are considered to be important structuring forces in early successional vegetation. Whereas competition seems to prevail in less severe environments, facilitation tends to increase in importance in harsh environments. Hence, facilitation is expected to play an important role in degraded tropical areas with high irradiance, heat loads, and evapotranspiration, where conditions are far from optimum for most forest species. Moreover, in order to understand complex structuring process of high diverse tropical forests, ecologists have realized the need for simplification. A promising way to do that is through the use of functional traits, which can be measured for any species and compared in different systems and different locations around the world. However, in these conditions, little is known about the role of species interaction on the relation of functional traits and species performance. In this scenario, we planned a restoration project on the southeastern Brazilian coastal plain to compare growth and survival of tree seedlings planted at two densities (isolated or aggregated) in a factorial experiment with nutrient addition. In the first chapter we analyzed survival, height, ground level diameter, and crown projection of 4,132 saplings from 19 species that ranged along a successional gradient, over an 18-month period. We used mixed-effect models to analyze the relationship between species performance and treatments, and Akaike\'s information criterion (AIC) to select the models. The best model showed higher survival in aggregated plantations (indicating facilitation) for non-pioneer species. In contrast, we found lower diameter growth in aggregated plantation (indicating competition). Fertilizer addition did not affect survival in clusters, but, surprisingly, it had a negative effect on isolated plants of both pioneer and non-pioneer species. On the other hand, fertilizer addition had a positive effect on diameter and crown projection growth in aggregated plantations (reducing competition), especially for pioneer species. Thus, whether facilitation or competition was the predominant interaction depended on the response analyzed. We concluded that, as establishment of non-pioneer species in disturbed sites can be challenging, restoration designs could take advantage of higher survival rates in clusters and use resource addition to ameliorate growth and decrease competition for limited resources. In the second chapter we used the core simple-measurable traits to investigate whether functional traits were related to growth and survival and whether there was a difference in the effect of the functional traits on plant performance of isolated individuals or of individuals subjected to interaction with neighbors. Our main findings were that for pioneer species, the greater the specific leaf areas (SLA), the greater the survival rates, but, under aggregated conditions, the greater the SLA the lower the survival rates. However, functional traits only partially explained saplings performance in a restoration context and more research is needed to understand its role in predicting seedlings outcomes, especially considering the potential applicability of this methodological approach. The manipulative character of ecological restoration broadens perspectives to use experiments to generate and test new hypotheses in ecology and to refine restoration models

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:30:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 711052 bytes, checksum: bf856a942ed70930176514b90be201c8 (MD5) Previous issue date: 2010-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The original vegetation cover of the Zona da Mata Mineira were forests, but today these are restricted to secondary forest remnants, immersed in an agricultural matrix of pasturelands, coffee and Eucalyptus plantations. Even being regenerations, the canopies of these forests may harbor an important part of the original fauna, functioning as a source of biodiversity in these landscapes. Therefore, we supposed that the diversity of herbivorous insects associated to canopy should diminish from the forest interior to the matrix. The objective of this study was to test this assumption, as well as the following explanatory hypotheses for this pattern: insect diversity is determined by resource quantity and quality, environmental heterogeneity, conditions, and predation pressure. We sampled forest fragments immersed in a matrix of Eucalyptus (n = 3) and coffee (n = 3) plantations,along transect from 75m inside the forest up to 75m inside the matrix, in each site. We have chosen these two matrix types as they represent the most abundant agroecossystems with canopy in the region. Insects were classified into chewing and sap-sucking herbivores. In the landscapes with Eucalyptus, both chewing and sap-sucking insects presented an increase in species and individual numbers along the gradient matrix forest. In the landscapes with coffee plantations, there was no response of chewers to the gradient, while sap-sucking species and individual numbers diminished from the matrix to the forest. The habitat components that explained the distribution of chewers were: number of arboreal species, of arboreal strata and of spiders. For sap-suckers, these were leaf density and spider numbers. Therefore, we showed that matrix matrix composed of Eucalyptus and coffee plantations present different permeability for canopy herbivorous insects. Some of the environmental variables explained at least part of the observed patterns in these landscapes: for sap-suckers, leaf density may determine the patterns in both matrix types, because it represents feeding resource availability. For chewers, tree diversity (habitat heterogeneity) and crown volume (resource availability) explained part of the variation in theseorganisms, but were not sufficient to explain the differences between matrix types. We conclude that, at least for chewing herbivores, there are processes at the landscape scale, probably related to locomotion, that are not explained by local habitat variables. Furthermore, our results showed that the two feeding guilds respond at different spatial scales. / A cobertura vegetal original de toda a Zona da Mata Mineira era de florestas, mas hoje está restrita a fragmentos de floresta secundária, imersos numa matriz agrícola de pastagens, cafezais e eucaliptais. Mesmo sendo regenerações, o dossel destas florestas ainda pode abrigar parte importante da fauna original, funcionando como fonte de biodiversidade nestas paisagens. Assim, supomos que a diversidade de insetos herbívoros associados a dossel deve diminuir do interior da floresta ao interior da matriz. O objetivo desse trabalho foi testar esta suposição, e as seguintes hipóteses para explicar este padrão: a diversidade destes insetos é determinada por quantidade e qualidade de recursos; por heterogeneidade ambiental; por condições; e por pressão de predação. Amostramos fragmentos florestais imersos em matriz de eucaliptal (n = 3), e cafezal (n = 3), traçando, em cada local, um transecto desde 75m no interior da matriz até 75m no interior da floresta. Escolhemos estes dois tipos de matriz por representarem os agroecossistemas com dosséis mais abundantes da região. Os insetos foram classificados em herbívoros mastigadores e sugadores. Nas paisagens com eucaliptal, tanto mastigadores quanto sugadores apresentaram aumento do número de espécies e indivíduos ao longo do gradiente matriz - floresta. Nas paisagens com cafezal, não houve resposta de mastigadores ao gradiente, enquanto que número de espécies e de indivíduos de sugadores diminuiu da matriz à floresta. Os componentes do habitat que explicaram a distribuição de mastigadores foram: número de espécies arbóreas, de estratos arbóreos e de aranhas. Para sugadores foram densidade de folhas e número de aranhas. Assim, mostramos que matrizes compostas por eucaliptal ou cafezal têm diferentes permeabilidades para insetos herbívoros associados ao dossel. Algumas das variáveis ambientais explicaram ao menos parte da variação destes insetos nestas paisagens: para sugadores, a densidade de folhas pode determinar os padrões encontrados nos dois tipos de matriz, por representar recurso alimentar. Para mastigadores, a diversidade de árvores (heterogeneidade ambiental) e volume de copa (quantidade de recursos) explicaram parte da variação destes organismos, mas não foram suficientes para explicar as diferenças entre tipos de matriz. Concluímos que, ao menos para herbívoros mastigadores, há processos em escala de paisagem, provavelmente relacionados à locomoção, que não são explicados por variáveis ambientais locais. Além disto, nossos resultados mostraram como as duas guildas respondem a escalas espaciais diferentes.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Bertholletia excelsa H.B.K. is a semi-deciduous species, heliophyle, characteristic of forest land and usually emerging, which collects on the fruits and seeds for use in feed. However, knowledge about the factors that influence the production of the trees is weak. This work aimed to evaluate the influence of rainfall, soil (texture, depth and hydromorphic) dendrometric variables (diameter at breast height and insertion of the crown, tapering, coefficient of taper artificially and taper artificially), qualitative variables (canopy shape and position), competition, sapwood area and size classes and grouping of vessels in the production of fruits and seeds of the species. It was observed that the same number of fruit generate seed yields in kg with significant differences. Rainfall for the month of September shows a positive correlation with the production. The deep soil and with texture sandy clay loam or sandy-clay have a higher yield potential than the shallow and clayey. Trees with less taper (more cylindrical) tended to produce more than trees with greater taper (more conical). Trees with full crowns (circular and irregular) have the same productive potential, and in turn greater potential than those who had half crown. The expected maximum sapwood area decreases exponentially with increasing competition. Trees with sapwood area less than 0.030 m² were not productive and less than 0,075 m² always produce less than 5 kg. Trees that have large solitary vessels are more abundant and have a tendency to produce less than those of other classes. The greatest production potential is expected to trees growing and deep soil, with texture sandy clay loam or clay-sandy, with complete canopies in areas subject to competition for Bertholletia index (IB) below 33, with sapwood area between 0.37450 and 0.29961 square meters and preferably not have large solitary vessels. The proposed model for prediction of seed fresh weight (kg) is Peso=-11.16+0.103636·PPSet +11.699216·galb in soils with texture clayey, in soils with texture sandy clay loam or sandy-clay are level difference with an increase of 7.40 kg of seeds per tree. / Bertholletia excelsa H.B.K. é uma espécie semidecídua, heliófila, característica da mata de terra firme e, normalmente emergente, da qual se coleta os frutos e as sementes para utilização na alimentação. Todavia, o conhecimento sobre os fatores que influenciam a produção de frutos e sementes das árvores é incipiente. Neste trabalho, buscou-se avaliar a influência da precipitação, do solo (textura, hidromorfia e profundidade), variáveis dendrométricas (diâmetro à altura do peito e na inserção da copa, afilamento, coeficiente de forma artificial e forma artificial), variáveis qualitativas (forma e posição de copa), competição, área de alburno e classes de tamanho e agrupamento dos vasos na produção de frutos e sementes da espécie. Observou-se que o número de frutos iguais gera produções de sementes em kg com diferenças significativas. A precipitação do mês de setembro demonstrou correlação positiva com a produção. Os solos profundos e de textura franco argilosa-arenosa ou argilo-arenosa evidenciaram maior potencial produtivo que os rasos e de textura argilosa. Árvores com menor afilamento (mais cilíndricas) revelaram uma tendência a produzirem mais que árvores com maior afilamento (mais cônicas). Árvores com copa completa (circular ou irregular) assinalam mesmo potencial produtivo e, por sua vez, maior potencial que as que apresentam metade da copa. A máxima área de alburno esperada decresce exponencialmente com o aumento da competição. Árvores com área de alburno inferior a 0,030 m² não foram produtivas e as inferiores a 0,075 m² produzem sempre menos de 5 kg. Árvores que possuem vasos largos solitários são mais abundantes e apresentam uma tendência a produzirem menos que as de outras classes. O maior potencial produtivo é esperado para árvores crescendo e solos profundos de texturas francoargilosa- arenosa ou argilo-arenosa, com copa completa, em áreas submetidas à competição pelo Índice de Bertholletia (IB) inferior a 33, com área de alburno entre 0,29961 e 0,37450 m² e preferencialmente não apresentem vasos largos solitários. O modelo proposto para predição do peso fresco de sementes (kg) é: Peso=- 11,16+0,103636·PPSet +11,699216·galb para solos de textura argilosa, em solos de textura franco argilosa-arenosa ou argilo-arenosa há diferença de nível com acréscimo de 7,40 kg de sementes por árvore.

Made available in DSpace on 2016-06-02T18:55:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6339.pdf: 1320900 bytes, checksum: ceafdc5598f1fbb6c687c57d58657bc1 (MD5) Previous issue date: 2014-08-07 / Universidade Federal de Sao Carlos / The seasonal semideciduous forests from southeastern Brazil have high plant species richness, but have been strongly affected by human interferences, which let them very degraded: nowadays they are represented by small isolated fragments, immersed in a landscape dominated by agriculture and large urban centers. In this sense, the ecology of restoration arises in order to facilitate, accelerate and direct the processes of secondary succession to manage such areas, considering the knowledge about theoretical concepts that aim to review the effectiveness of natural ecosystem management techniques and practices. In such a perspective, we aimed in this experiment to test the following question: During de production of seedlings of the native forest tree species, Ceiba speciosa (Malvaceae) and Handroanthus heptaphyllus (Bignoniaceae), different dilutions of hydrogel associated to irrigation with reused water, could improve their development? To answer this question, we selected three treatments (1g, 4g and 8g of hydrogel), beyond the witness (no hydrogel). The seedlings of both species were irrigated during one month with water reused and water supply. After this period, we estimated the growth of seedlings: roots, height and diameter. We used ANOVA (p = 0.001), and Tukey s test to verify significative differences between the mean of the treatments. We found significative differences in both height and diameter growth from 4g of hydrogel as to C. speciosa as H. heptaphyllus. In relation to the growth of root system of both tree species, the mean of superficial root area differed significantly from 4g of hydrogel when compared to the witness, confirming our initial assumption that the roots would grow in a lower proportion of area because they are in their hydric comfort zone. With such results added to theoretical knowledge in the ecology of restoration, the association of hydrogels with reused water comes to stand up for the sustainable use of water in the irrigation of native seedlings. / Apesar das florestas estacionais semideciduais do interior do estado de São Paulo possuir elevada riqueza de espécies, as interferências humanas deixaram esses ecossistemas degradados e representados por pequenos fragmentos isolados, imersos numa paisagem dominada pela agricultura e centros urbanos. Diante essa problemática, a restauração ecológica surge com o objetivo de facilitar, acelerar e direcionar os processos sucessionais naturais a fim de manejar essas áreas, considerando os novos teóricos da ecologia de comunidades vegetais tropicais, que pretendem revisitar a eficácia de técnicas de manejo em restauração ecológica. Nesta perspectiva, surge como objetivo desse trabalho, testar a pergunta científica: O uso de polímeros hidrogéis em diferentes concentrações na produção de mudas nativas de Ceiba speciosa (Malvaceae) e de Handroanthus heptaphyllus (Bignoniaceae), associados à irrigação com água de reúso tratada, interfere significativamente no crescimento de seu sistema radicular, sua altura e diâmetro, e aumenta a longevidade das mudas? Para responder a essa pergunta, utilizou-se mudas das duas espécies nativas, em três tratamentos (1g, 4g e 8g de hidrogel), além da uma testemunha, contendo apenas o solo. As mudas foram irrigadas por um mês com água de abastecimento e água de reúso tratada; depois de cessadas as irrigações, foram avaliadas os estimadores citados. Foram realizadas análises de variância (p = 0,001), seguidas do teste de Tukey para verificar diferenças significativas entre as médias dos tratamentos. Verificaram-se diferenças significativas no crescimento em altura e diâmetro a partir do uso de 4g de hidrogel, tanto para C. speciosa quanto para H. heptaphyllus. Em relação ao sistema radicular, as médias de área superficial diferiram-se estatisticamente a partir de 4g de hidrogel quando comparadas às testemunhas, tanto para C. speciosa quanto para H. heptaphyllus, confirmando a expectativa inicial de que com hidrogel, as raízes cresceriam em menor proporção em área porque estariam na zona de conforto hídrico. Com esses resultados aliados aos conhecimentos teóricos da ecologia da restauração, a associação de polímeros hidrogéis com água de reúso vem defender a racionalização do uso da água na irrigação de mudas de espécies nativas, reaproveitando águas de reúso que seriam descartadas em águas superficiais.

Submitted by DEIVID LOPES MACHADO null (deivid.machado@ig.com.br) on 2016-07-07T21:13:26Z No. of bitstreams: 1 TESE (Deivid Lopes Machado).pdf: 4607613 bytes, checksum: d466e01991fa3fae70f4bfe72d746a1a (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-07-11T20:23:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 machado_dl_dr_bot.pdf: 4607613 bytes, checksum: d466e01991fa3fae70f4bfe72d746a1a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-11T20:23:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 machado_dl_dr_bot.pdf: 4607613 bytes, checksum: d466e01991fa3fae70f4bfe72d746a1a (MD5) Previous issue date: 2016-03-11 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A composição e as características funcionais de espécies vegetais possuem grande efeito no funcionamento de ecossistemas florestais. Entretanto, o conhecimento das relações entre as características da vegetação com processos relacionados à ciclagem de nutrientes em sistemas em processo de restauração ecológica ainda é incipiente. Investigamos os efeitos de sítios e sistemas de restauração com composição e estrutura contrastantes na produção de serapilheira e na transferência de nutrientes, na fauna associada à serapilheira e na matéria orgânica do solo (MOS). Estudamos um experimento que foi implantando em 1997, no Câmpus da UNESP/FCA, em Botucatu, SP, em dois sítios com distintas características edáficas, sendo um localizado na Fazenda Lageado, que é caracterizado por apresentar textura argilosa e de maior fertilidade (Sítio 1 - Nitossolo Vermelho) e o outro localizado na Fazenda Edgardia, apresentando textura arenosa e menor fertilidade (Sítio 2 - Argissolo Vermelho Amarelo). O experimento foi delineado em blocos ao acaso, com cinco tratamentos (sistemas de restauração) e três repetições, em parcelas de 50 x 50 m (2500 m2). Em cada sítio foram implantados quatro sistemas de restauração, que se diferenciaram pelo número e composição de espécies utilizadas: semeadura direta (SEM), sistema agroflorestal (AGR), comercial para madeira e lenha (CML) e diversificado (DIV). Também faz parte do experimento um sistema controle (CON), em que não foi feito plantio (restauração passiva), e se encontra em processo de sucessão natural. Próximo a cada sítio estudamos também um fragmento de Floresta Estacional Semidecidual, como referência (REF). Caracterizamos todos os sistemas de restauração e a floresta de referência quanto ao número de espécies (riqueza rarefeita), densidade, área basal, porcentagem de indivíduos de espécies que se associam com bactérias fixadoras de nitrogênio atmosférico e porcentagem de indivíduos de espécies decíduas. Os sistemas que produziram maior quantidade de serapilheira e nutrientes, independentemente das condições do sítio, foram o comercial (CML) e o diversificado (DIV), devido, respectivamente, à maior proporção de indivíduos de espécies potencialmente fixadoras de nitrogênio atmosférico e maior riqueza de espécies. O comercial e o diversificado também foram os sistemas que mais se diferiram do controle e mais se assemelharam à referência. Os sistemas de restauração não influíram na estruturação e composição da fauna, tampouco diferiram do controle e da floresta de referência, sendo as condições do sítio e a sazonalidade os principais fatores responsáveis pelas diferenças ocorridas, um reflexo principalmente da umidade do solo e dos teores de P e Ca da serapilheira estocada. Embora nossos resultados indiquem que a riqueza de espécies e a porcentagem de fixadores de nitrogênio possuem forte influência na dinâmica da MOS, seus efeitos foram constatados somente no Sítio 1, devido à maior quantidade de argila; no Sítio 2, a grande quantidade de areia implicou em baixos teores de MOS. No Sítio 1, mesmo que não tenhamos verificado diferenças entre os sistemas de restauração, nossos resultados indicaram que os sistemas comercial e diversificado são os sistemas que mais se parecem com a floresta de referência, destacando-se o consórcio comercial que, além de altos valores de estoques, apresentou semelhanças com a referência nos valores de nitrogênio total, carbono orgânico total, abundância natural de 15N e carbono associado aos minerais (COam). A partir de uma análise integradora dos diferentes processos aqui estudados, nossos resultados sugerem que, em sentido amplo, a utilização de espécies com características particulares (por exemplo, com potencial de se associar com bactérias fixadoras de nitrogênio atmosférico) é tão eficaz na restauração dos processos de ciclagem de nutrientes, quanto sistemas com alta riqueza de espécies. / Functioning of forest ecosystems is greatly affected by composition as well as functional traits of plant species. However, the relationship between vegetation traits with nutrient cycling related processes in ecological restoration is so far under explored in the literature. We investigated the effects of tree species traits on different aspects of nutrient cycling (litter and nutrients production, litter-associated fauna and soil organic matter - SOM) in different ecological restoration systems. We analyzed a long-term experiment implemented in 1997, at the Campus of UNESP/FCA in Botucatu, at two sites with different soil characteristics. Site 1 has a clayey and higher fertility soil (a fertile loamy Ultisol) and Site 2 has a sandy texture and lower fertility soil (Alfisol). The experiment was designed in randomized blocks with five treatments (restoration systems) and three replications in 50 x 50 m plots (2500 m²). Four different restoration systems were implanted at each site. Restoration systems are differentiated by the number and composition of species used: direct seeding (SEM), agroforestry (AGR), commercial timber and firewood and (CML) and diversified (DIV). A control system (CON), with no planting and natural succession processes are following its own way (passive restoration) was also analyzed. Furthermore, we studied a fragment of seasonal semideciduous forest next to each site as a reference (REF). We assessed the number of species (rarefied richness), density, basal area and percentage of nitrogen fixing species and percentage of individuals of deciduous species in all restoration systems and forest reference. Litter and nutrient yield were higher both in the commercial (CML) and diversified (DIV) systems, regardless of site condition, which was due, respectively, to the largest proportion of individuals of putative nitrogen fixing species and higher species richness in those systems. The commercial and diversified systems were also the ones who most differed from the control and were the most similar to the reference. Restoration systems did not influence the soil fauna community structure, neither differed from the control and reference forest, while site conditions and seasonality were the main factors explaining differences, a reflection mainly of soil moisture and levels of P and Ca from litter stock. Although our results indicate that species richness and percentage of nitrogen-fixing species had a major influence on SOM dynamics, this was only observed at Site 1, due to the greater clay content. In Site 2, the high sand proportion resulted in low SOM levels. In Site 1, athought we have not found differences amidst restoration systems, our results indicated that the commercial mixed planting (CML) and diversified (DIV) systems were the most similar ones to the reference forest, especially the COM, regarding total nitrogen, total organic carbon, natural 15N abundance and carbon associated with minerals (COam). By means of an integrative analysis of all processes studied here, our results suggest that the choice of species with particular traits (for example, putative nitrogen biological fixation) are as effective at restoring processes nutrient cycling, as systems with high species richness. / CAPES: 99999.004653/2014-09 / FAPESP: 2011/23593-1 / CNPq: 14/2011

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The successional processes in tropical forests follow a progression of stages during which forests have a gradual enrichment of species and an increase in structural and functional complexity. Stochastic actions resulted from the behaviour of the population s components and species define forest succession, where biotic and abiotic factors lead the ecological diversity strategies in a community according to local and regional environmental filters. Lichens are organisms with complex relationship within successional forest because they respond to spatial and temporal factors, and at the same time, are bioindicators of environmental quality. In this context, the present study aims to investigate the richness and species composition of corticicolous lichens along a gradient of forest succession in the Caatinga biome, and verify the possibility of using functional traits of lichens as indicators of successional stages of this type of vegetation. The study was undertaken in three areas of different successional stages in the Caatinga from Sergipe semiarid, in two municipalities. A total of 1460 samples were collected, distributed between the initial, intermediate and advanced stage areas. After the analysis, 119 species were identified, comprising 17 families and 47 genera. The richness differs between stages of succession, where the highest values are for the initial stage, followed by intermediate and later stages. Among the sampled environmental factors, the pH of the rainy season is the one that significantly affects species richness. Regarding species composition, there is a clear separation of stages, where the advanced stage differs from the initial and intermediate and are influenced by parameters such as bark pH, DAP of the tree, brightness, and elevation. The beta diversity is higher for the advanced stage, which has a more heterogeneous composition than the initial and intermediate, which share species among themselves. The functional traits presents a noticeable variation in the abundance and are bioindicators of stages of succession. Results show that the community of lichens respond to natural succession and is influenced by biotic and abiotic factors. Therefore, it is expected that this work will contribute to enhance the ecological knowledge of lichens in the Caatinga, serving as the starting point for complementary and innovative research that contributes to the conservation of this ecosystem. / Os processos sucessionais em florestas tropicais seguem uma progressão de estágios durante os quais as florestas apresentam um enriquecimento gradual de espécies e um aumento em complexidade estrutural e funcional. Ações estocásticas resultadas do comportamento dos componentes das populações e espécies definem a sucessão florestal, onde fatores bióticos e abióticos em uma comunidade conduzem as estratégias ecológicas de diversidade de uma determinada comunidade de acordo com filtros ambientais locais e regionais. Os liquens são organismos que possuem uma complexa relação sucessional dentro da floresta, pois respondem a fatores espaciais e temporais, e ao mesmo tempo, são bioindicadores de qualidade ambiental. Neste sentido, o presente estudo tem como objetivo analisar a riqueza e a composição de espécies de liquens corticícolas ao longo de um gradiente de sucessão florestal na Caatinga, e verificar a possibilidade da utilização de atributos funcionais de liquens como indicadores dos estágios de sucessão florestal neste tipo de vegetação. O trabalho foi realizado em três áreas de diferentes estágios sucessionais na Caatinga do Alto Sertão Sergipano, em dois municípios do estado. Foram coletadas 1460 amostras, distribuídas entre as áreas inicial, intermediária e avançada. Desse total, 119 espécies foram identificadas, compreendendo 17 famílias e 47 gêneros. A riqueza difere entre os estágios de sucessão, onde os maiores valores estão para o estágio inicial, seguidos pelo avançado e intermediário. Dentre os fatores ambientais amostrados, o pH do período chuvoso é o único que afeta a riqueza. Com relação à composição, há uma clara separação dos estágios, onde o estágio avançado se diferencia do inicial e intermediário e são influenciados pelos fatores pH, DAP, luminosidade, elevação. A diversidade beta é maior para o estágio avançado, que possui uma composição mais heterogênea em relação ao inicial e intermediário, os quais compartilham espécies entre si. Com relação aos atributos funcionais, é perceptível a variação da abundância e a correlação bioindicadora dos estágios de sucessão. Os resultados demonstram que a comunidade de liquens responde à sucessão natural e é influenciada por fatores bióticos e abióticos. Logo, espera-se que este trabalho venha contribuir para ampliar os conhecimentos ecológicos sobre os liquens na Caatinga, servindo como ponto inicial para pesquisas complementares e inovadoras que contribuam para a conservação deste bioma.