Orientador: Lilian Casatti / Banca: Fabio de Oliveira Roque / Banca: Fábio Cop Ferreira / Resumo: As florestas ripárias são fundamentais para a manutenção da diversidade funcional de ambientes aquáticos. Elas apresentam relação direta com a entrada de materiais alóctones e disponibilidade de nichos nos riachos. Apesar do tamanho da floresta ripária provavelmente ser um fator determinante para as funções ecossistêmicas em riachos, ainda é necessário ampliar o conhecimento sobre como as configurações de largura de floresta ripária influenciam as comunidades aquáticas na região Neotropical. Nesse estudo, testamos se há relação da largura e da extensão da faixa ripária florestada e de variáveis locais (largura do canal, profundidade e velocidade) com os índices de diversidade e redundância funcional da ictiofauna. Para isso, utilizamos 43 trechos de riachos das bacias dos rios Paranapanema, Grande e Paraná, todos pertencentes à bacia do Alto Paraná. Para cada trecho de riacho nós obtivemos imagens de satélite referente ao ano de cada coleta e extraímos as larguras das faixas ripárias florestadas em duas escalas: 100 m (local), e 500 m. Baseado em dados de ecomorfologia, tamanho padrão, dieta, táticas alimentares e preferência por substrato, como atributos funcionais de 78 espécies, nós calculamos a distância média entre pares de espécies na comunidade (MPD), distância média entre uma espécie e seu táxon mais próximo (MNTD) e Redundância Funcional (FR). A composição de espécies entre as bacias foi testada por meio da Análise de Similaridade. Testamos a relação das variáveis... / Abstract: Riparian forests are essential to the maintenance of functional diversity in freshwater streams, since they are related to the input of allochthonous materials and niches availability. Thus, riparian forest size may be one important factor to ecosystem functioning on streams. However, it is still necessary to expand the knowlegde about how riparian forest widths influences acquatics systems in the Neotropical region. Our aim was to identify the relationship between width and extension of forested riparian strip along with local variables (channel width, depth and velocity) and functional diversity and redundancy of the ichthyofauna. To do this, we used 43 streams reaches from the Paranapanema, Grande and Paraná river basins, in the Alto Paraná basin. For each stream reach, we obtained satellite images and extracted the widths of the forested riparian buffer in two different scales: 100 m (local) and 500 m. Based on ecomorphology, standard length, diet, feeding tactics and substrate preference, as functional traits of 78 species, we calculated the mean pairwise distance (MPD), the mean nearest taxon distance (MNTD) and functional redundancy (FR). Species composition among basins was tested using Similarity Analysis. We tested the relationship between environmental variables (local and riparian strip) and functional diversity and redundancy using Generalized Additive Mixed Models. Our results indicated all three basins have a similar set of species probably due to a similar environmental filters and habitat homogenization. We also found less redundant communities in streams with greater width of riparian forest in the scale of 500 m, also associated to the smaller channel widths. Probably, these streams show a greater diversity of niches, and consequently higher occurrence of functionally distinct species. The present study demonstrated that greater riparian forested width led to ... / Mestre

Submitted by Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-09-21T14:21:34Z No. of bitstreams: 1 DissAFB.pdf: 1628382 bytes, checksum: e0460959802ab641c95a2b8bfcc864c4 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T18:36:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissAFB.pdf: 1628382 bytes, checksum: e0460959802ab641c95a2b8bfcc864c4 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T18:37:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissAFB.pdf: 1628382 bytes, checksum: e0460959802ab641c95a2b8bfcc864c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-21T18:37:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissAFB.pdf: 1628382 bytes, checksum: e0460959802ab641c95a2b8bfcc864c4 (MD5) Previous issue date: 2015-12-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Through the last decades, forest remnants were widely converted in crops and pastures, but the reintroduction of native trees offers the perspective of forests ecosystems restoration. This study aimed to investigate the recolonization by birds in riparian restored and reference sites, evaluating the effects of vegetation structure on avifaunal functional categories. We estimated vegetation structure by grass cover, tree density, total basal area, crown depth, height and diameter at breast height of each individual. We classified bird species by diet, foraging strata, nest height, dependence of cavities for nesting and forest dependence. To assess which characteristics were influenced by vegetation structure, we conducted canonical correspondence analysis, using as independent variables the three first axis of principal component analysis of vegetation variables, respectively related to canopy height, crown depth and stratification. We recorded 53 bird species in 326 registers. The avifauna of reference sites were richest and more diverse in all bird taxonomic descriptors. Canopy height influenced avifauna in relation to diet, foraging strata and forest dependence, and combinations of these functional traits also were affected by canopy height and crown depth. Species related to most open sites were granivorous or generalists with low forest dependence. Understory bird species occurred mainly in intermediate stages of vegetation growth, presenting middle forest dependence and more restrict diet. Insetivorous birds with high forest dependence characterized reference sites, with tallest vegetation. Our results emphasized the importance of considering functional traits of bird species on planning and evaluating recolonization of restored sites by birds. Considering the effects of riparian vegetation structure on bird assemblages, we suggest that reintroduction of plant life-forms other than trees for restoration purposes can accelerate both bird taxonomic and functional diversity across recolonization process. / Ao longo das últimas décadas, a cobertura por vegetação natural foi amplamente substituída pela agropecuária, mas a reintrodução de árvores nativas oferece a expectativa de restauração de ecossistemas florestais. Este estudo avaliou a colonização de áreas ripárias em restauração pelas aves, em relação a áreas de referência, testando a influência da estrutura da vegetação nas categorias funcionais da avifauna. Estimamos a estrutura da vegetação pela cobertura por gramíneas, densidade de indivíduos, área basal total, altura, profundidade da copa e diâmetro à altura do peito de cada indivíduo. Categorizamos as espécies de aves quanto à dieta, ao estrato de forrageio, à altura do ninho, à dependência de cavidades para reprodução e à dependência florestal. Para testar quais dessas características eram afetadas pela estrutura da vegetação, usamos a Análise de Correspondência Canônica, utilizando como variáveis independentes os três primeiros eixos da Análise de Componentes Principais da vegetação, respectivamente correlacionados com a altura do dossel, a profundidade de copa e a estratificação. Foram documentadas 53 espécies de aves em 326 registros. As áreas de referência foram as mais ricas e diversas em todos os descritores taxonômicos das aves. A altura do dossel influenciou apenas o tipo de dieta, o estrato de forrageio e o grau de dependência florestal. As combinações dessas três características também responderam à altura do dossel e à profundidade de copa. As espécies associadas às áreas mais abertas foram as granívoras e as generalistas de baixa dependência florestal. As aves do sub-bosque ocorreram principalmente em estágios intermediários de crescimento da vegetação, apresentando média dependência florestal e dietas mais especializadas. Espécies insetívoras de alta dependência florestal caracterizaram as áreas de referência, de maior altura de vegetação. Este estudo ressaltou a importância de considerar os aspectos funcionais das espécies e analisar conjuntamente vários deles no planejamento e na avaliação da recolonização de áreas restauradas pela avifauna. Considerando a influência da estrutura da vegetação ripária sobre a avifauna, nós sugerimos que a reintrodução de outras formas de vida na comunidade vegetal além do estrato arbóreo em ações de restauração pode acelerar o aumento da diversidade funcional da avifauna durante o processo de recolonização.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A bacia do rio Branco abrange uma região com grande diversidade de ambientes e elevada diversidade biológica. Apesar da importância ecológica e biogeográfica do rio Branco, as pesquisas ornitológicas começaram mais intensamente apenas na última década, e existem poucas informações sobre as espécies de aves que ocorrem nas florestas sob seu domínio. Neste estudo, forneço dados detalhados sobre a composição e distribuição das aves do rio Branco. Amostrei a avifauna através de levantamentos acústicos conduzidos em 362 pontos, alocados sistemanticamente ao longo de todo o rio, da nascente à sua foz (~550 km). Análises de riqueza, abundância e padrões de distribuição foram obtidas com dados qualitativos e quantitativos, através de extrapolações de riqueza, análise de agrupamento e identificação de barreiras biogeográficas. Nos censos padronizados, registrei 297 espécies e 6.866 indivíduos, distribuídos em 53 famílias e 202 gêneros. Incluindo dados de observações esporádicas, este número chega a 360 espécies, o que representa boa parte da comunidade. Utilizando estimadores não paramétricos de riqueza, o número de espécies de aves nas florestas do rio Branco deve ultrapassar 350. Dados de riqueza total e abundância não revelaram uma variação espacial ao longo do rio. A maioria das espécies registradas nos censos padronizados foi encontrada distribuída ao longo de todo o rio (167 espécies, ~55%). Por outro lado, 38 (~13%) ocorreram apenas nas florestas do alto curso do rio ( pontos 1 a 4), e outras 92 (~32%) exclusivamente no baixo rio Branco (pontos 5 a 12). Análises de ordenação e agrupamentos sugerem fortes congruências e mudanças na composição da comunidade entre as savanas e florestas ao longo do rio Branco, sugerindo a existência de duas comunidades de aves diferentes. Estes resultados mostram que o rio Branco é bastante atrativo para estudos sobre padrões de distribuição, diversidade e evolução de aves amazônicas de florestas ripárias, por apresentar uma comunidade diferenciada ao longo do rio, e em ambas as margens, separando aves de terra firme do Escudo das Guianas. Documentei a presença, e ampliei a distribuição de espécies típicas de várzeas, especialistas de rios de águas brancas e com populações isoladas no rio Branco. Atualmente, o rio Branco está sob forte pressão dos planos do governo federal em utilizar seu potencial hidrelétrico, o que causará efeitos sem precedentes em toda a bacia. / The rio Branco basin covers an area with an immense variety of environments and biological diversity. Despite the ecological and biogeographical importance of the rio Branco, the ornithological research began more intensely in the last decade, and theres little information about the species of bird found in the rio Branco forests. In this study, I provide detailed data about the composition and distribution of the birds in rio Branco. I sampled the avifauna through acoustic surveys conducted in 362 points, systematically allocated along entire river, from the source to the mouth ( ~ 550 km). Analysis of richness, abundance and distribution patterns were obtained with qualitative and quantitative data through extrapolations, cluster analysis, and identification of biogeographical barriers. On standardized surveys, recorded 297 species and 6.866 individuals, distributed in 53 families and 202 genera. Including data from sporadic observations, this number reaches 360 species, which represents a large part of the community. Using non-parametric estimators of richness, the number of birds species on the rio Branco forests can exceed 350. Data of total richness and abundance revealed no spatial variation along the river. Most of the species registered on standardized census were found distributed over the whole river (167 species, ~55%). However, a large number of species occurs in one region of the river: 38 (~13%) occurred only in points 1 to 4, and other 92 species (32%) exclusively in points 5 to 12. Sorting and grouping analyzes suggest strong congruence and changes in the bird community composition between savannas and forests along the rio Branco, suggesting the existence of two different avian communities. These results show that the rio Branco is very attractive for studies on distribution patterns, diversity and evolution of flooded forests birds, by presenting a differentiated community along the river, and on both sides, separating birds of terra firme forest from the Guiana Shield. I documented the presence and widened the distribution of species typical of the lowland, white-water rivers specialists and with isolated populations in the rio Branco. Currently, the rio Branco is under threat from the Federal Government plans to use its hydropower potential, which may cause unprecedented negative effects throughout the basin.

Tropical regions hold the planet´s most biodiverse ecosystems. Despite its importance to biodiversity and conservation, anthropogenic activities are degrading these ecosystems, with unknown consequences for its functioning and structure. In between the several ecosystems through the tropics, freshwater ecosystems call attention, due to its small fraction of area comparing to terrestrial ecosystems, that represent an enormous importance for human surviving and developing. Headwater streams constitute the majority of water bodies in a catchment, and therefore, it is essential for the health of the entire freshwater ecosystems. Several headwater streams are inserted in agricultural lands, suffering from the pressures from agricultural intensification. Therefore, this thesis was developed aiming to understand what are the main pressures that tropical headwater streams has been suffering, worldwide and locally in the Corumbataí river basin. The first chapter will contribute to understanding what are the main issues that tropical streams have been experiencing, focusing on agricultural multiple stressors and climate change effects. The second chapter analyzes how the conversion of low-intensity pasturelands to high-intensity bioenergy crops changes the water quality parameters in streams located in the Corumbataí river basin and also examines how important are the riparian forests in the headwater zone to provide better water quality in bioenergy crops. The third chapter investigates how water quality and climatic characteristics affect benthic biofilm community dynamics in tropical headwater streams in the Corumbataí river basin. The results have shown the existence of several knowledge gaps about tropical streams, mainly related to the effects of climate change, multiple stressors and the lack of policies and mitigation strategies for climate change. In relation to water quality, we found that the conversion of low-intensity pastures to high-intensity bioenergy crops are degrading water quality. Riparian forests in the springhead zone have demonstrated to be essential in providing water quality in bioenergy crops, especially in the wet season. The benthic biofilm community seems to be controlled mainly by climate characteristics and not by nutrient availability as observed in temperate streams. Therefore, a climate change scenario, the benthic biofilm will be strongly affected, with consequences in the functioning of tropical headwater streams. To reduce the negative impacts of intensive agriculture and climate change, we recommend the implementation of riparian forests, with special attention to the springhead area and also the implementation of best agricultural practices in tropical agriculture to ensure the sustainability of tropical freshwater resources. / As regiões tropicais possuem os ecossistemas mais biodiversos do planeta. Apesar da sua importância na manutenção da biodiversidade, as atividades antrópicas estão degradando esses ecossistemas, gerando consequências negativas para sua estrutura e funcionamento. Entre os diversos ecossistemas tropicais, as águas doces chamam a atenção por ocupar uma pequena área em comparação com ecossistemas terrestres, porém, representam grande importância para a sobrevivência e desenvolvimento humano. Os riachos de cabeceira representam a maior parte dos corpos aquáticos em uma microbacia e, portanto, sua conservação é essencial para a saúde de toda a rede de drenagem de água doce. Diversos riachos de cabeceira estão inseridos em ecossistemas agrícolas, sofrendo as consequências da agricultura intensiva. Nesse sentido, esta tese foi desenvolvida com o intuito de entender quais são os principais impactos que os riachos de cabeceira tropicais vêm sofrendo, globalmente e localmente na bacia do rio Corumbataí (SP, Brasil). O primeiro capítulo contribui para entender quais os principais problemas que riachos tropicas estão sofrendo, focando nos múltiplos estressores advindos da agricultura e efeitos de mudanças climáticas. O segundo capítulo analisa como a conversão de pastos para cultivo de cana de açúcar modifica a qualidade da água em riachos da bacia do rio Corumbataí e também analisa o quão fundamentais são as florestas nas áreas de nascente para manter a qualidade da água em plantios de cana de açúcar. O terceiro capítulo analisa como a qualidade da água e características climáticas influenciam biofilmes bentônicos em riachos de cabeceira na bacia do rio Corumbataí. Os resultados demonstraram a existência de diversos tópicos que necessitam de maior entendimento, principalmente relacionados às mudanças climáticas e estressores múltiplos e a falta de políticas e estratégias de mitigação para os efeitos de mudanças climáticas. Em relação à qualidade da água, demonstrou-se que a conversão de pastos para cultivo de cana de açúcar reduz a qualidade da água. A presença de florestas nas nascentes demonstrou ser essencial na manutenção da qualidade da água em plantios de cana. Os biofilmes bentônicos demonstraram ser controlados principalmente por características sazonais e não pela disponibilidade de nutrientes como observado em riachos temperados. Portanto, essa comunidade será severamente afetada diante das mudanças climáticas, com consequências no funcionamento de riachos de cabeceira tropicais. Para reduzir os efeitos negativos da agricultura intensiva e das mudanças climáticas, recomenda-se a implementação de florestas ripárias, com especial atenção às áreas de nascentes. Também se recomenda a implementação de boas práticas agrícolas na agricultura para garantir a sustentabilidade dos recursos hídricos tropicais.

Tropical regions hold the planet´s most biodiverse ecosystems. Despite its importance to biodiversity and conservation, anthropogenic activities are degrading these ecosystems, with unknown consequences for its functioning and structure. In between the several ecosystems through the tropics, freshwater ecosystems call attention, due to its small fraction of area comparing to terrestrial ecosystems, that represent an enormous importance for human surviving and developing. Headwater streams constitute the majority of water bodies in a catchment, and therefore, it is essential for the health of the entire freshwater ecosystems. Several headwater streams are inserted in agricultural lands, suffering from the pressures from agricultural intensification. Therefore, this thesis was developed aiming to understand what are the main pressures that tropical headwater streams has been suffering, worldwide and locally in the Corumbataí river basin. The first chapter will contribute to understanding what are the main issues that tropical streams have been experiencing, focusing on agricultural multiple stressors and climate change effects. The second chapter analyzes how the conversion of low-intensity pasturelands to high-intensity bioenergy crops changes the water quality parameters in streams located in the Corumbataí river basin and also examines how important are the riparian forests in the headwater zone to provide better water quality in bioenergy crops. The third chapter investigates how water quality and climatic characteristics affect benthic biofilm community dynamics in tropical headwater streams in the Corumbataí river basin. The results have shown the existence of several knowledge gaps about tropical streams, mainly related to the effects of climate change, multiple stressors and the lack of policies and mitigation strategies for climate change. In relation to water quality, we found that the conversion of low-intensity pastures to high-intensity bioenergy crops are degrading water quality. Riparian forests in the springhead zone have demonstrated to be essential in providing water quality in bioenergy crops, especially in the wet season. The benthic biofilm community seems to be controlled mainly by climate characteristics and not by nutrient availability as observed in temperate streams. Therefore, a climate change scenario, the benthic biofilm will be strongly affected, with consequences in the functioning of tropical headwater streams. To reduce the negative impacts of intensive agriculture and climate change, we recommend the implementation of riparian forests, with special attention to the springhead area and also the implementation of best agricultural practices in tropical agriculture to ensure the sustainability of tropical freshwater resources. / As regiões tropicais possuem os ecossistemas mais biodiversos do planeta. Apesar da sua importância na manutenção da biodiversidade, as atividades antrópicas estão degradando esses ecossistemas, gerando consequências negativas para sua estrutura e funcionamento. Entre os diversos ecossistemas tropicais, as águas doces chamam a atenção por ocupar uma pequena área em comparação com ecossistemas terrestres, porém, representam grande importância para a sobrevivência e desenvolvimento humano. Os riachos de cabeceira representam a maior parte dos corpos aquáticos em uma microbacia e, portanto, sua conservação é essencial para a saúde de toda a rede de drenagem de água doce. Diversos riachos de cabeceira estão inseridos em ecossistemas agrícolas, sofrendo as consequências da agricultura intensiva. Nesse sentido, esta tese foi desenvolvida com o intuito de entender quais são os principais impactos que os riachos de cabeceira tropicais vêm sofrendo, globalmente e localmente na bacia do rio Corumbataí (SP, Brasil). O primeiro capítulo contribui para entender quais os principais problemas que riachos tropicas estão sofrendo, focando nos múltiplos estressores advindos da agricultura e efeitos de mudanças climáticas. O segundo capítulo analisa como a conversão de pastos para cultivo de cana de açúcar modifica a qualidade da água em riachos da bacia do rio Corumbataí e também analisa o quão fundamentais são as florestas nas áreas de nascente para manter a qualidade da água em plantios de cana de açúcar. O terceiro capítulo analisa como a qualidade da água e características climáticas influenciam biofilmes bentônicos em riachos de cabeceira na bacia do rio Corumbataí. Os resultados demonstraram a existência de diversos tópicos que necessitam de maior entendimento, principalmente relacionados às mudanças climáticas e estressores múltiplos e a falta de políticas e estratégias de mitigação para os efeitos de mudanças climáticas. Em relação à qualidade da água, demonstrou-se que a conversão de pastos para cultivo de cana de açúcar reduz a qualidade da água. A presença de florestas nas nascentes demonstrou ser essencial na manutenção da qualidade da água em plantios de cana. Os biofilmes bentônicos demonstraram ser controlados principalmente por características sazonais e não pela disponibilidade de nutrientes como observado em riachos temperados. Portanto, essa comunidade será severamente afetada diante das mudanças climáticas, com consequências no funcionamento de riachos de cabeceira tropicais. Para reduzir os efeitos negativos da agricultura intensiva e das mudanças climáticas, recomenda-se a implementação de florestas ripárias, com especial atenção às áreas de nascentes. Também se recomenda a implementação de boas práticas agrícolas na agricultura para garantir a sustentabilidade dos recursos hídricos tropicais.