Submitted by Claudia Rocha (claudia.rocha@udesc.br) on 2017-12-08T11:38:04Z No. of bitstreams: 1 PGEF16MA059.pdf: 147550 bytes, checksum: 83431dcaa5431b2f343501c84fa5c9fa (MD5) / Made available in DSpace on 2017-12-08T11:38:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGEF16MA059.pdf: 147550 bytes, checksum: 83431dcaa5431b2f343501c84fa5c9fa (MD5) Previous issue date: 2016-02-23 / Capes / This study aimed to determine the influence of landscape nucleating elements on the natural regeneration of shrub-tree species, to understand the dynamics of regeneration and to determine how the dynamics patterns are influenced by environmental variables. The study was conducted in three grassland areas, adjacent to fragments of upper-montane Araucaria Forest, located in Santa Catarina Southern Plateau. In each area, located in the municipality of Urubici, a survey of the regeneration of woody species, of the nucleating elements and of environmental variables were conducted. Three transects, one per area, of 20x100 m, subdivided into sub-plots of 10x10 m, were installed perpendicular to the edge of the fragments with their length covering the grassland area. All shrub and tree regenerating individuals higher than or equal to 20 cm height and with dbh (diameter at breast height) < 5 cm, which were classified according to their dispersal syndromes (zoochorous, anemochorous or autochorous), were sampled. Adults (DBH ≥ 5 cm), fallen logs, dead trees and ferns and rocks were tested as nucleating elements. The x and y spatial coordinates of regenerating and nucleators elements were recorded. In each sub-plot, soil physic-chemical properties, the degree of soil compaction and topography were evaluated. One year after the first survey, the study of dynamics of shrub-tree component was conducted, with all individuals recounted, being dead and recruit individuals determined, with the obtainment of demographics rates of mortality, recruitment, net change and turnover for the three communities and populations. The data were analyzed through: O-ring function, for verification of spatial relationship between individuals belonging to different dispersal guilds and nucleating elements; Kruskal-Wallis test, followed by multiple comparison non-parametric tests, and ANOVA, followed by Tuckey tests, for evaluation of differences of environmental variables and demographics rates among areas; chi-square test applied to a contingency table, to verify the association of populations dynamics patterns and their regeneration guilds; correlation test, to analyze the relationships between demographics rates; Principal Component Areas, for identification of relevant environmental gradients; and mixed linear 16 models, for investigation of environmental gradient influence on demographic rates. The spatial relationships between individuals of different dispersal syndromes and nucleating elements were different among areas. Only individuals of zoochoric species presented association with the nucleating elements, being the dead tree ferns, logs and rocks the most effective elements for the regeneration process. The evaluation of dynamics indicated that the natural regeneration process is in an early succession stage and was characterized by the increment of individual abundance; the richness stability; spatial independence between mortality and recruitment; and recruitment limitation in function of low soil natural fertility and high Al availability. We conclude that the establishment of shrub-tree vegetation in the evaluated areas of grassland was influenced by the presence of nucleating elements and by soil nutrient and aluminum availability / Esse trabalho objetivou determinar a influência dos elementos nucleadores da paisagem sobre a regeneração natural de espécies arbustivo-arbóreas, conhecer a dinâmica dessa regeneração e determinar se os padrões encontrados são influenciados pelas variáveis ambientais. O estudo foi realizado em três áreas de campo, adjacentes a fragmentos de Floresta Ombrófila Mista Alto-Montana, localizadas na região do Planalto Sul Catarinense. Em cada área, situadas no município de Urubici, realizou-se o levantamento da regeneração de espécies lenhosas, dos elementos nucleadores e a caracterização ambiental. Foram instaladas três transecções, uma por área, de 20x100 m, subdividas em sub-parcelas de 10x10 m, perpendiculares à borda dos fragmentos, com sua extensão cobrindo a área de campo. Amostraram-se todos os indivíduos regenerantes arbustivo-arbóreos com 20 cm ou mais de altura e DAP (diâmetro a altura do peito) < 5 cm, que foram classificados, conforme suas síndromes de dispersão, em zoocóricos, anemocóricos ou autocóricos. Os indivíduos adultos (DAP ≥ 5 cm), troncos caídos, xaxins mortos e rochas foram testados como elementos nucleadores. Obtiveram-se as coordenadas espaciais x e y dos regenerantes e dos elementos nucleadores. Em cada sub-parcela, foram coletadas as propriedades físico-químicas dos solos, o grau de compactação dos solos e a topografia. Um ano após o primeiro inventário, foi realizado o estudo de dinâmica do componente arbustivo-arbóreo, com todos os indivíduos recontados, sendo determinados os indivíduos mortos e recrutas, obtendo-se as taxas demográficas de mortalidade, recrutamento, mudança líquida e rotatividade para as três comunidades e por populações. Os dados foram analisados por meio: da função O-rings, para verificar as relações espaciais entre os indivíduos pertencentes a diferentes guildas de dispersão e os elementos nucleadores; teste de Kruskal-Wallis, seguido por testes de comparações múltiplas não-paramétricas, e ANOVA, seguido por testes de Tuckey, para avaliar a existência de diferenças das variáveis ambientais e taxas demográficas entre as áreas; teste de qui-quadrado aplicado a uma tabela de contingência, para verificar a associação dos padrões de dinâmica 12 das populações e suas respectivas guildas de regeneração; teste de correlação, para analisar as relações entre as taxas demográficas; Análise de Componentes Principais, para identificar gradientes ambientais relevantes; e modelos lineares mistos, para investigar a influência dos gradientes ambientais sobre as taxas demográficas. As relações espaciais entre os indivíduos das diferentes síndromes de dispersão e os elementos nucleadores foram distintas entre as áreas. Somente os indivíduos de espécies zoocóricas se associaram aos elementos nucleadores, sendo os elementos mais efetivos para o processo de regeneração os xaxins mortos, troncos e rochas. As condições ambientais distintas entre as áreas imprimiram diferentes padrões de regeneração e relação com os elementos nucleadores. A avaliação da dinâmica indicou que o processo de regeneração natural se encontra em fase inicial de sucessão e foi caracterizado pelo incremento na abundância de indivíduos, estabilidade na riqueza, independência espacial entre a mortalidade e o recrutamento e limitação do recrutamento em função da baixa fertilidade natural do solo e elevada disponibilidade de Al. Conclui-se que o estabelecimento da vegetação arbustiva-arbórea nas áreas avaliadas de campos foi influenciado pela presença de elementos nucleadores e pela disponibilidade de nutrientes e alumínio no solo

A busca de padrões consistentes na natureza tem sido a principal meta dos ecólogos. Essa dissertação teve como objetivo usar abordagens filogenéticas na tentativa de compreender melhor o processo ecológico da expansão florestal sobre áreas abertas. O uso da informação filogenética em análises ecológicas considera as espécies não independentes umas das outras, pois estas compartilham grande parte da história evolutiva. Essa hierarquia de organização das espécies é muito importante para determinar as regras que governam os processos de montagem das comunidades locais. Nesta dissertação foram avaliados padrões filogenéticos de estruturação da vegetação lenhosa florestal ocorrente em ecótonos de áreas abertas com vegetação florestal distribuídos em diferentes regiões do extremo sul do Brasil. Estes ecótonos são formados por diversas formações florestais, as quais tendem a expandir sobre as áreas abertas. Dados sobre composição de espécies provieram de estudos já realizados e de amostragens em alguns sítios. Duas métricas filogenéticas complementares foram usadas para avaliar a estrutura filogenética em cada categoria de habitat nos ecótonos: índice de parentesco líquido (NRI) e coordenadas principais da estrutura filogenética (PCPS). As análises dos valores de NRI não mostraram um padrão nítido de estruturação filogenética das comunidades. Já a análise dos PCPS mostrou padrões consistentes nas três escalas espaciais abordadas e independente da composição de espécies. Clados basais associaram-se às áreas florestais, enquanto clados de diversificação recente associaram-se às áreas abertas. Estes resultados indicam que áreas abertas atuam como um filtro filogenético de habitat para as espécies lenhosas florestais em todos os locais analisados, independentemente da escala e da composição de espécies de cada local. Os resultados sugerem que os clados de Rosanae e Asteranae estão na linha de frente do processo de expansão florestal sobre as áreas abertas, e o clado de Magnolianae restrito às áreas florestais. A busca por padrões gerais de organização das comunidades ecológicas a partir de sua estrutura filogenética parece consistir numa ferramenta útil para a exploração e entendimento sobre o funcionamento de sistemas ecológicos. Estas abordagens poderiam beneficiar estratégias de gerenciamento e conservação destes sistemas, por simplificarem sistemas ecológicos complexos e por mostrarem padrões gerais independentes da escala espacial analisada. / The search for consistent patterns in nature has been a major goal of ecologists. This study aimed to employ phylogenetic analyses to improve the understanding of an ecological process, the expansion of forest expansion over open areas. The use of evolutionary information considers species as not independent units in relation to each other, as they share their evolutionary history. Such hierarchical organization of species is very important to determine the rules governing assembly processes in local communities. Phylogenetic approaches were used to evaluate phylogenetic patterns in forest woody vegetation occurring in ecotones comprising open areas and forest vegetation, and distributed across different regions in the southernmost Brazilian region. Those ecotones are composed by different forest vegetation types, which tend to expand over open areas. Data on species composition were compiled from previous studies, and vegetation sampling was carried out in sites without available information on species composition in ecotones. Two complementary phylogenetic metrics were used to evaluate the phylogenetic structure in each habitat type occurring in ecotones: net relatedness index (NRI) and principal coordinates of phylogenetic structure (PCPS). Analyses of NRI values did not show any clear pattern of phylogenetic structuring of the communities. Nonetheless, PCPS analysis showed consistent patterns across the threes spatial scales evaluated, which were independent of the species composition of the sites. Basal clades were associated with forest areas, while late-divergence clades were associated with open areas. These findings indicate that open areas act as a phylogenetic habitat filtering to forest woody species throughout the region, independently of the spatial scale and of the species composition in each site. The results suggest that the clades Rosanae and Asteranae represent the vanguard in theforest expansion process over open areas, while the distribution of the basal clade Magnolianae is restricted to forest sites. The search for general organization patterns in ecological communities based on their phylogenetic structure seems to be a useful tool for exploring and understanding the functioning of ecological systems. Such approach might benefit ecosystem managing and conservation strategies, as it simplifies complex ecological systems, and shows general patterns independently of the scale analyzed.

Submitted by Jos? Henrique Henrique (jose.neves@ufvjm.edu.br) on 2018-07-06T13:25:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) thais_ribeiro_costa.pdf: 3235496 bytes, checksum: 6f8cdc08809043df5efea75372782e92 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2018-07-18T13:13:10Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) thais_ribeiro_costa.pdf: 3235496 bytes, checksum: 6f8cdc08809043df5efea75372782e92 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-18T13:13:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) thais_ribeiro_costa.pdf: 3235496 bytes, checksum: 6f8cdc08809043df5efea75372782e92 (MD5) Previous issue date: 2017 / Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM) / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Este estudo teve como objetivo conhecer a composi??o flor?stica da comunidade arb?rea e sua rela??o com o ambiente, bem como avaliar a diversidade, estrutura e as fun??es ecol?gicas das esp?cies de dezoito fragmentos de mata de galeria inund?vel. Al?m disso, se prop?s a caracterizar a vegeta??o da matriz de entorno de nove fragmentos de mata e galeria, bem como verificar se vari?veis ambientais atuam na transi??o entre as duas fitofisionomias, com ?nfase nas propriedades qu?micas do solo. O estudo foi conduzido no Parque Nacional das Sempre-Vivas, na Serra do Espinha?o, Minas Gerais. Foram inventariadas 5% da ?rea total de cada fragmento, instalando-se parcelas permanentes de 100 m? (totalizando 0,72 ha de amostragem), onde foram amostrados todos os indiv?duos arb?reos com di?metro ? altura do peito igual ou superior a 5 cm (DAP ? 5 cm). Para amostragem da cobertura vegetacional da matriz de entorno, foi utilizado o m?todo dos pontos, totalizando 12 pontos por fragmento, distribu?dos nas dist?ncias de 10, 20 e 30 m no sentido borda-campo. Em cada parcela e em cada ponto, foi mensurada a umidade do solo e coletadas amostras de solo, para posteriores an?lises qu?micas. Para os fragmentos foram mensurados qualitivamente a cobertura do dossel, altura de crestamento e impactos ambientais. Foram amostrados 1265 indiv?duos arb?reos, distribu?dos em 76 esp?cies, 55 g?neros e 32 fam?lias. A comunidade em geral, apresentou valores de diversidade e equabilidade compativeis com outras matas de galeria inund?veis do pa?s. As esp?cies amostradas foram agrupadas em seis grupos funcionais distintos. A maioria dos fragmentos apresentou uma tend?ncia de est?gio seral mais avan?ado, com esp?cies predominantemente secund?rias iniciais e tardias, zooc?ricas, zoo?filas, densidade m?dia da madeira, sementes recalcitrantes e pl?ntulas do tipo faneroep?geo-foli?ceo. A distribui??o por classes diam?tricas dos indiv?duos da comunidade arb?rea e para as principais popula??es obteve uma tend?ncia de J-invertido, indicando bom potencial regenerativo. As vari?veis ambientais que se correlacionaram com a varia??o da composi??o de esp?cies foram ? disponibilidade de ?gua e condi??es de acidez. O baixo percentual de explica??o das vari?veis ambientais e espaciais ressaltam que as esp?cies nos fragmentos de mata de galeria distribuem-se de maneira estoc?stica. O fogo constituiu o impacto mais frequente no interior dos fragmentos, o que ressalta a necessidade de t?cnicas de manejo nessas ?reas. Os campos ?midos ao entorno dos fragmentos apresentaram-se com elevada cobertura de herb?ceas, mesmo ap?s o manejo do fogo. Para as caracter?sticas ed?ficas avaliadas observaram-se os maiores valores de umidade, pot?ssio, soma de bases, capacidade de troca cati?nica total e mat?ria org?nica nos solos sob floresta. Portanto, a defini??o dos limites entre as duas fitocenoses estudadas parece ser primariamente relacionada com o gradiente de fertilidade e umidade do solo. Permite-se aqui chamar a aten??o para a import?ncia de estudos de pequenos fragmentos vegetacionais para a amplia??o do conhecimento sobre a diversidade ambiental local e regional, e seus principais determinantes, e poss?veis consequ?ncias para a din?mica da vegeta??o dos ecossistemas. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Ci?ncia Florestal, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2017. / This study aimed to know the floristic composition of the tree community and its relationship with the environment, as well as to evaluate the diversity, structure and ecological functions of the species of eighteen fragments of forest of flooded gallery. In addition, it was proposed to characterize the vegetation of the surrounding matrix of nine forest fragments and gallery, as well as to verify if environmental variables act in the transition between the two phytophysiognomies, with emphasis on the chemical properties of the soil. The study was conducted in the Sempre-Vivas National Park, in the Serra do Espinha?o, Minas Gerais. 5% of the total area of each fragment were inventoried, and permanent plots of 100 m? (totaling 0.72 ha of sampling) were sampled, where all arboreal individuals with a breast height diameter equal to or greater than 5 cm were sampled (DAP ? 5 cm). In order to sample the vegetative cover of the environment matrix, the points method was used, totaling 12 points per fragment, distributed at distances of 10, 20 and 30 m in the edge-field direction. In each plot and at each point, soil moisture was measured and soil samples were collected for further chemical analysis. For the fragments, the canopy cover, height of crust and environmental impacts were measured. A total of 1265 arboreal individuals were sampled, distributed in 76 species, 55 genera and 32 families. The community in general presented values of diversity and equability compatible with other floodplain gallery forests in the country. The species sampled were grouped into six distinct functional groups. Most of the fragments presented a trend of more advanced seral stage, with predominantly early and late secondary species, zoocoric, zoo-philological, mean wood density, recalcitrant seeds, and phaneroege-foliaceous-type seedlings. The distribution by diameter classes of the individuals of the tree community and for the main populations obtained a tendency of J-inverted, indicating good regenerative potential. The environmental variables that correlated with the variation of the species composition were the availability of water and acidity conditions. The low percentage of explanation of the environmental and spatial variables emphasize that the species in the fragments of gallery forest distribute stochastic way. Fire was the most frequent impact within the fragments, which highlights the need for management techniques in these areas. The wetlands surrounding the fragments presented high herbaceous cover, even after fire management. The highest values of moisture, potassium, sum of bases, total cation exchange capacity and organic matter in soils under forest were observed for edaphic characteristics evaluated. Therefore, the definition of the boundaries between the two phytochenoses studied seems to be primarily related to the fertility and soil moisture gradients. It is worth noting here the importance of studies of small vegetation fragments to increase knowledge about local and regional environmental diversity and their main determinants and possible consequences for the dynamics of ecosystem vegetation.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The construction of a computational model to adequately represent the forest dynamics is still a challenge, since a number of elements acts as driving forces in promoting growth and reducing forest in the state of Rio Grande do Sul is complex yet combine these factors and consider their values in quantitative and qualitative terms to analyze their influence this dynamic. This study aims to relate the spatial distribution of environmental factors and socioeconomic factors on forests with a dynamic model and simulate predictions of localization and quantification of forests in the landscape units macrozones Depressão Central, Cuesta do Haedo and Escudo Sul-Rio-Grandense. The methodology consisted in mapping physical and socioeconomic attributes in use mapping and land cover classification using MODIS digital image and the structuring of a simulation model of the application Dinamica EGO. The results show the evolution of the use and land cover as well as the expansion, reduction and forest maintenance between the periods 2000 to 2006 and from 2006 to 2012, in which the expansion was superior to other processes. Through dynamic modeling, simulating for the year 2024, it was concluded that the forest expansion will continue to occur. The forest will occupy second place in land coverage and its concentration is greater during the macrozones Depressão Central and Escudo Sul-Rio-Grandense. / A construção de um modelo computacional para representar adequadamente a dinâmica florestal ainda é um desafio, visto que uma série de elementos atua como forças direcionadoras promovem a expansão e a redução florestal no Estado do Rio Grande do Sul. Ainda é complexo conjugar esses fatores e considerar seus valores em termos quantitativos e qualitativos para analisar sua influência essa dinâmica. Este estudo tem como objetivo relacionar a distribuição espacial de fatores ambientais e socioeconômicos com as áreas florestais em um modelo dinâmico e, a partir disso, simular prognósticos de localização e quantificação das florestas em unidades de paisagem presentes nas macrozonas Depressão Central, Cuesta do Haedo e Escudo Sul-Rio-Grandense. A metodologia consistiu no mapeamento de atributos físicos e socioeconômicos, no mapeamento do uso e cobertura da terra através da classificação digital de imagens MODIS e na estruturação de um modelo de simulação no aplicativo Dinamica EGO. Os resultados demonstraram a evolução dos padrões de uso e cobertura da terra, bem como os processos de expansão, redução e manutenção florestal entre os períodos de 2000 a 2006 e 2006 a 2012, nos quais a expansão mostrou-se superior aos demais processos. Através da modelagem dinâmica, ao simular cenários para o ano de 2024, foi possível concluir que a expansão florestal continuará ocorrendo. A floresta passará a ocupar o segundo lugar em cobertura da terra e sua concentração tenderá a ser maior nas macrozonas da Depressão Central e do Escudo Sul-Rio-Grandense.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Nucleation process occurs naturally at savannic areas as of the changes promoted by scattered trees that facilitate the colonization of crown area by new individuals and species, including species typical of forest environment. This process can be influenced by several factors such as the physical characteristics of the nuclei, the species of nucleus and the response of nuclei and colonizers to fire. The aim of this study was to describe the nucleation process in savannic environment of Cerrado, from: the description of the environmental changes promoted by nuclei at crown area and the influence of these changes, as well as the physical parameters (crown area and distance from forest formation) of nuclei, in the structure and composition of the community colonizing nuclei (Chapter 1); the analysis of the influence of fire on the structure, composition, functional diversity and resilience of the community colonizing nuclei (Chapter 2); and the description of the influence of the difference in the species of nucleator in the structure, composition, functional diversity and response to fire of communities colonizing the three species of nuclei. Scattered trees at savannic environments of Cerrado act as nucleating, favoring the crown area colonization by a denser and more diverse community, especially by those species typical of forest environment. The fire alters the structure and composition of the community colonizing the nuclei, which has become less dense and more diverse than the community colonizing this environment before the fire, as well as increasing functional diversity based on richness and the occurrence of resprount among individuals colonizing the community after the fire. The larger the capacity of the nucleator, regardless of species, of generating greater shading, higher humidity and higher nutrient availability, denser and more diverse the community colonizing the nuclei will be. / A nucleação ocorre de forma natural nas áreas savânicas a partir das modificações promovidas pelos indivíduos arbóreos que facilitam a colonização do ambiente abaixo da copa por novos indivíduos e espécies, incluindo espécies típicas de ambiente florestal. Este processo pode ser influenciado por vários fatores como, as características físicas do indivíduo nucleador, a espécie nucleadora e a resposta dos indivíduos nucleadores e colonizadores ao fogo. O objetivo deste estudo foi descrever o processo de nucleação em ambiente savânico do Cerrado, a partir da: descrição das modificações ambientais promovidas pelos indivíduos nucleadores na área da copa e a influência destas modificações, bem como dos parâmetros físicos dos núcleos (área da copa e distância até a formação florestal), na estrutura e composição da comunidade colonizadora dos núcleos (Capítulo 1); análise da influência do fogo na estrutura, composição, diversidade funcional e resiliência da comunidade colonizadora dos núcleos (Capítulo 2); e descrição da influência da diferença das espécies nucleadoras na estrutura, composição, diversidade funcional e resposta ao fogo das comunidades colonizadoras das três espécies nucleadoras. Os indivíduos arbóreos do cerrado sentido restrito atuam como nucleadores favorecendo a colonização da área da copa por uma maior densidade e diversidade de espécies, especialmente aquelas típicas de ambiente florestal. A ocorrência de fogo altera a estrutura e composição desta comunidade colonizadora dos núcleos, que se apresenta menos densa e com maior riqueza que a comunidade colonizadora deste ambiente antes do fogo, além de aumentando a diversidade funcional baseada na riqueza e a ocorrência de rebrota entre os indivíduos que compõem a comunidade após o fogo. Quanto maior for a capacidade do indivíduo nucleador, independente da espécie, de gerar maior sombreamento, maior umidade e maior disponibilidade de nutrientes, mais densa e mais diversa será a comunidade colonizadora deste núcleo. / Doutor em Ecologia e Conservação de Recursos Naturais

A busca de padrões consistentes na natureza tem sido a principal meta dos ecólogos. Essa dissertação teve como objetivo usar abordagens filogenéticas na tentativa de compreender melhor o processo ecológico da expansão florestal sobre áreas abertas. O uso da informação filogenética em análises ecológicas considera as espécies não independentes umas das outras, pois estas compartilham grande parte da história evolutiva. Essa hierarquia de organização das espécies é muito importante para determinar as regras que governam os processos de montagem das comunidades locais. Nesta dissertação foram avaliados padrões filogenéticos de estruturação da vegetação lenhosa florestal ocorrente em ecótonos de áreas abertas com vegetação florestal distribuídos em diferentes regiões do extremo sul do Brasil. Estes ecótonos são formados por diversas formações florestais, as quais tendem a expandir sobre as áreas abertas. Dados sobre composição de espécies provieram de estudos já realizados e de amostragens em alguns sítios. Duas métricas filogenéticas complementares foram usadas para avaliar a estrutura filogenética em cada categoria de habitat nos ecótonos: índice de parentesco líquido (NRI) e coordenadas principais da estrutura filogenética (PCPS). As análises dos valores de NRI não mostraram um padrão nítido de estruturação filogenética das comunidades. Já a análise dos PCPS mostrou padrões consistentes nas três escalas espaciais abordadas e independente da composição de espécies. Clados basais associaram-se às áreas florestais, enquanto clados de diversificação recente associaram-se às áreas abertas. Estes resultados indicam que áreas abertas atuam como um filtro filogenético de habitat para as espécies lenhosas florestais em todos os locais analisados, independentemente da escala e da composição de espécies de cada local. Os resultados sugerem que os clados de Rosanae e Asteranae estão na linha de frente do processo de expansão florestal sobre as áreas abertas, e o clado de Magnolianae restrito às áreas florestais. A busca por padrões gerais de organização das comunidades ecológicas a partir de sua estrutura filogenética parece consistir numa ferramenta útil para a exploração e entendimento sobre o funcionamento de sistemas ecológicos. Estas abordagens poderiam beneficiar estratégias de gerenciamento e conservação destes sistemas, por simplificarem sistemas ecológicos complexos e por mostrarem padrões gerais independentes da escala espacial analisada. / The search for consistent patterns in nature has been a major goal of ecologists. This study aimed to employ phylogenetic analyses to improve the understanding of an ecological process, the expansion of forest expansion over open areas. The use of evolutionary information considers species as not independent units in relation to each other, as they share their evolutionary history. Such hierarchical organization of species is very important to determine the rules governing assembly processes in local communities. Phylogenetic approaches were used to evaluate phylogenetic patterns in forest woody vegetation occurring in ecotones comprising open areas and forest vegetation, and distributed across different regions in the southernmost Brazilian region. Those ecotones are composed by different forest vegetation types, which tend to expand over open areas. Data on species composition were compiled from previous studies, and vegetation sampling was carried out in sites without available information on species composition in ecotones. Two complementary phylogenetic metrics were used to evaluate the phylogenetic structure in each habitat type occurring in ecotones: net relatedness index (NRI) and principal coordinates of phylogenetic structure (PCPS). Analyses of NRI values did not show any clear pattern of phylogenetic structuring of the communities. Nonetheless, PCPS analysis showed consistent patterns across the threes spatial scales evaluated, which were independent of the species composition of the sites. Basal clades were associated with forest areas, while late-divergence clades were associated with open areas. These findings indicate that open areas act as a phylogenetic habitat filtering to forest woody species throughout the region, independently of the spatial scale and of the species composition in each site. The results suggest that the clades Rosanae and Asteranae represent the vanguard in theforest expansion process over open areas, while the distribution of the basal clade Magnolianae is restricted to forest sites. The search for general organization patterns in ecological communities based on their phylogenetic structure seems to be a useful tool for exploring and understanding the functioning of ecological systems. Such approach might benefit ecosystem managing and conservation strategies, as it simplifies complex ecological systems, and shows general patterns independently of the scale analyzed.

A busca de padrões consistentes na natureza tem sido a principal meta dos ecólogos. Essa dissertação teve como objetivo usar abordagens filogenéticas na tentativa de compreender melhor o processo ecológico da expansão florestal sobre áreas abertas. O uso da informação filogenética em análises ecológicas considera as espécies não independentes umas das outras, pois estas compartilham grande parte da história evolutiva. Essa hierarquia de organização das espécies é muito importante para determinar as regras que governam os processos de montagem das comunidades locais. Nesta dissertação foram avaliados padrões filogenéticos de estruturação da vegetação lenhosa florestal ocorrente em ecótonos de áreas abertas com vegetação florestal distribuídos em diferentes regiões do extremo sul do Brasil. Estes ecótonos são formados por diversas formações florestais, as quais tendem a expandir sobre as áreas abertas. Dados sobre composição de espécies provieram de estudos já realizados e de amostragens em alguns sítios. Duas métricas filogenéticas complementares foram usadas para avaliar a estrutura filogenética em cada categoria de habitat nos ecótonos: índice de parentesco líquido (NRI) e coordenadas principais da estrutura filogenética (PCPS). As análises dos valores de NRI não mostraram um padrão nítido de estruturação filogenética das comunidades. Já a análise dos PCPS mostrou padrões consistentes nas três escalas espaciais abordadas e independente da composição de espécies. Clados basais associaram-se às áreas florestais, enquanto clados de diversificação recente associaram-se às áreas abertas. Estes resultados indicam que áreas abertas atuam como um filtro filogenético de habitat para as espécies lenhosas florestais em todos os locais analisados, independentemente da escala e da composição de espécies de cada local. Os resultados sugerem que os clados de Rosanae e Asteranae estão na linha de frente do processo de expansão florestal sobre as áreas abertas, e o clado de Magnolianae restrito às áreas florestais. A busca por padrões gerais de organização das comunidades ecológicas a partir de sua estrutura filogenética parece consistir numa ferramenta útil para a exploração e entendimento sobre o funcionamento de sistemas ecológicos. Estas abordagens poderiam beneficiar estratégias de gerenciamento e conservação destes sistemas, por simplificarem sistemas ecológicos complexos e por mostrarem padrões gerais independentes da escala espacial analisada. / The search for consistent patterns in nature has been a major goal of ecologists. This study aimed to employ phylogenetic analyses to improve the understanding of an ecological process, the expansion of forest expansion over open areas. The use of evolutionary information considers species as not independent units in relation to each other, as they share their evolutionary history. Such hierarchical organization of species is very important to determine the rules governing assembly processes in local communities. Phylogenetic approaches were used to evaluate phylogenetic patterns in forest woody vegetation occurring in ecotones comprising open areas and forest vegetation, and distributed across different regions in the southernmost Brazilian region. Those ecotones are composed by different forest vegetation types, which tend to expand over open areas. Data on species composition were compiled from previous studies, and vegetation sampling was carried out in sites without available information on species composition in ecotones. Two complementary phylogenetic metrics were used to evaluate the phylogenetic structure in each habitat type occurring in ecotones: net relatedness index (NRI) and principal coordinates of phylogenetic structure (PCPS). Analyses of NRI values did not show any clear pattern of phylogenetic structuring of the communities. Nonetheless, PCPS analysis showed consistent patterns across the threes spatial scales evaluated, which were independent of the species composition of the sites. Basal clades were associated with forest areas, while late-divergence clades were associated with open areas. These findings indicate that open areas act as a phylogenetic habitat filtering to forest woody species throughout the region, independently of the spatial scale and of the species composition in each site. The results suggest that the clades Rosanae and Asteranae represent the vanguard in theforest expansion process over open areas, while the distribution of the basal clade Magnolianae is restricted to forest sites. The search for general organization patterns in ecological communities based on their phylogenetic structure seems to be a useful tool for exploring and understanding the functioning of ecological systems. Such approach might benefit ecosystem managing and conservation strategies, as it simplifies complex ecological systems, and shows general patterns independently of the scale analyzed.

Uma questão que ainda instiga discussões na literatura ecológica é como explicar a coocorrência dinâmica e milenar de formações florestais e campestres sob um mesmo regime climático que tende a favorecer as primeiras, como ocorre atualmente com mosaicos florestacampo no sul do Brasil. A partir de meados do século XX, têm-se evidenciado um fenômeno mundial de avanço de elementos lenhosos sobre áreas abertas. Neste sentido, a modelagem dos processos ecológicos envolvidos na manutenção de ambas as formações numa escala de paisagem permite o esclarecimento dos mecanismos que atuam na manutenção dessa coexistência até o presente e permite prever estados futuros diante dos prognósticos de drásticas alterações climáticas globais já nas próximas décadas. Para tanto, desenvolveu-se um modelo espacialmente explícito (2D-aDGVM) que agrega um Modelo Adaptativo Global de Dinâmica de Vegetação (aDGVM) e ainda inclui heterogeneidades topográficas, propagação do fogo e dispersão de sementes. Este modelo busca satisfazer a necessidade de modelagem mais realista de processos biofísicos, fisiológicos e demográficos na escala de indivíduos e relacionados de forma adaptativa às variações ambientais e aos regimes de distúrbios, ao mesmo tempo que agrega importantes processos ecológicos espaciais, até então pouco ou nada abordados por esse grupo de modelos numa escala de paisagem. Com este modelo, avaliaram-se os efeitos das variações topográficas da radiação solar incidente e destas nos mecanismos de interação (feedbacks) positiva e negativa que surgem daqueles processos na escala de indivíduos e que definem localmente os limites da coexistência entre elementos arbóreos e herbáceos. Ainda, foram analisados os efeitos do aumento da temperatura, precipitação e CO2 atmosférico, desde o período pré-industrial até projeções futuras para as próximas décadas, na performance das diferentes fisiologias envolvidas, bem como no balanço daquelas interações entre as mesmas e, finalmente, na sensibilidade da dinâmica dos mosaicos floresta-campo. Os resultados evidenciaram que, sob o regime climático vigente, uma coexistência relativamente estável entre floresta e campo numa mesma paisagem é mantida por uma alta freqüência de distúrbios, que por sua vez, resulta do forte feedback positivo do acúmulo de biomassa inflamável da vegetação campestre na intensidade do fogo, proporcionado pela condição altamente produtiva do atual clima mesotérmico. Por outro lado, intensificadas pela declividade do terreno, as heterogeneidades espaciais afetaram o balanço dessas interações, interferindo nos padrões espaço-temporais relacionados ao comportamento do fogo e dependentes da densidade de elementos arbóreos. Ainda, tanto esses efeitos observados na escala das manchas de vegetação, como o arranjo espacial inicial das mesmas na paisagem, afetaram as taxas de expansão florestal. Em outras palavras, a manutenção da coexistência de duas formações vegetais constituídas por elementos de inerente assimetria competitiva é possível pela manutenção de uma maior conectividade daquela que propicia o distúrbio, superando a vantagem da outra, que por sua vez é dependente da densidade dos indivíduos. Numa escala de paisagem, isto causa a manutenção de uma baixa conectividade entre as manchas florestais, propiciando sua relativa estabilidade num contexto de dispersão predominante a curtas distâncias. Contudo, embora ambos os sistemas tenham apresentado incremento no crescimento, produtividade e fecundidade, observou-se uma sensibilidade maior no sentido de aumento das taxas de avanço florestal em resposta às projeções climáticas futuras, principalmente nos próximos 90 anos, mesmo na presença do fogo. Isto seria proporcionado pela vantagem fotossintética das árvores-C3 sobre gramíneas-C4 na presença do fogo sob altas concentrações de CO2 atmosférico. Por fim, uma abordagem mais sistêmica dos mosaicos como estados alternativos mostrou ser adequada para o entendimento dos mecanismos que propiciam essa coexistência dinâmica na paisagem. / A longstanding problem in ecology is how to explain the coexistence over thousands of years of forests and natural grasslands under the same climatic regime, which favors the first, such as in forest-grasslands mosaics in South Brazil. Since the middle of the 20th century, a worldwide bush encroachment phenomenon of woody invasion in open vegetation has been threatening this relatively stable coexistence. In this sense, modelling ecological processes that arbitrate the maintenance of both vegetation formations at the landscape scale allows a better understanding of the mechanisms behind the maintenance of this coexistence, as well as predictions of future states under projections of drastic climate change over the next decades. For this, we developed a bidimensional spatial explicit model (2D-aDGVM) that aggregates an adaptive Global Vegetation Model (aDGVM), which includes topographic heterogeneity, fire spread and seed dispersal. The model aims at fulfilling the need for a more realistic representation of biophysical, physiological and demographical processes using an individualbased approach as it adapts these processes to environmental variations and disturbance regimes. In addition, the model includes important spatial ecological processes that have gained less attention by such models adopting a landscape-scale approach. Therefore, we evaluated the effect of topographic variations in incoming solar radiation on positive and on negative feedbacks that rise from those individual-based processes, and which in turns define the limiting thresholds upon which woody and grassy forms coexist. Additionally, the effects of increasing temperature, rainfall and atmospheric CO2 levels on the performance of distinct physiologies (C3-tree and C4-grass) were analyzed, as well as the sensitivity of forestgrassland mosaics to changes in climate from the preindustrial period to the next decades. Results showed that a relatively stable coexistence of forests and grasslands in the same landscape was observed with more frequent fires under the present climatic conditions. This was due to strong positive feedbacks of the huge accumulation of flammable grass biomass on fire intensity promoted by the high productivity of the present mesic conditions. On the other hand, spatio-temporal density dependent processes linked to fire and enhanced by slope at the patch scale, as well as the initial spatial arrangement of vegetation patches affected the rate of forest expansion at the landscape scale. The persistence of coexisting vegetation formations with an inherent asymmetry of competitive interactions was possible when the higher connectivity of the fire-prone patches (grassland) affected negatively the performance of the entire fire-sensitive system (forest). This was possible by overcoming its local densitydependent advantage, or by maintaining it with a low connectivity, which is expected to reduce the rate of coalescence of forest patches in a scenario of predominantly short distance dispersal. Despite the increments in biomass production, stem growth and fecundity that were observed in both grassland and forest, climate change increased the rates of forest expansion over grasslands even in presence of fire, and mainly over the next 90 years. This was attributed to a high photosynthetic advantage of C3-trees over C4-grasses in presence of fire under higher atmospheric CO2 levels. Finally, in the face of the general observed tendency of forest expansion over grasslands, the ancient grasslands have persisted as alternative ecosystem states in forest-grassland mosaics. In this sense, exploring this dynamic coexistence under the concept of alternative stable states have showed to be the most appropriate approach, and the outcomes of this novel perspective may highlight the understanding of the mechanisms behind the long-term coexistence.

Uma questão que ainda instiga discussões na literatura ecológica é como explicar a coocorrência dinâmica e milenar de formações florestais e campestres sob um mesmo regime climático que tende a favorecer as primeiras, como ocorre atualmente com mosaicos florestacampo no sul do Brasil. A partir de meados do século XX, têm-se evidenciado um fenômeno mundial de avanço de elementos lenhosos sobre áreas abertas. Neste sentido, a modelagem dos processos ecológicos envolvidos na manutenção de ambas as formações numa escala de paisagem permite o esclarecimento dos mecanismos que atuam na manutenção dessa coexistência até o presente e permite prever estados futuros diante dos prognósticos de drásticas alterações climáticas globais já nas próximas décadas. Para tanto, desenvolveu-se um modelo espacialmente explícito (2D-aDGVM) que agrega um Modelo Adaptativo Global de Dinâmica de Vegetação (aDGVM) e ainda inclui heterogeneidades topográficas, propagação do fogo e dispersão de sementes. Este modelo busca satisfazer a necessidade de modelagem mais realista de processos biofísicos, fisiológicos e demográficos na escala de indivíduos e relacionados de forma adaptativa às variações ambientais e aos regimes de distúrbios, ao mesmo tempo que agrega importantes processos ecológicos espaciais, até então pouco ou nada abordados por esse grupo de modelos numa escala de paisagem. Com este modelo, avaliaram-se os efeitos das variações topográficas da radiação solar incidente e destas nos mecanismos de interação (feedbacks) positiva e negativa que surgem daqueles processos na escala de indivíduos e que definem localmente os limites da coexistência entre elementos arbóreos e herbáceos. Ainda, foram analisados os efeitos do aumento da temperatura, precipitação e CO2 atmosférico, desde o período pré-industrial até projeções futuras para as próximas décadas, na performance das diferentes fisiologias envolvidas, bem como no balanço daquelas interações entre as mesmas e, finalmente, na sensibilidade da dinâmica dos mosaicos floresta-campo. Os resultados evidenciaram que, sob o regime climático vigente, uma coexistência relativamente estável entre floresta e campo numa mesma paisagem é mantida por uma alta freqüência de distúrbios, que por sua vez, resulta do forte feedback positivo do acúmulo de biomassa inflamável da vegetação campestre na intensidade do fogo, proporcionado pela condição altamente produtiva do atual clima mesotérmico. Por outro lado, intensificadas pela declividade do terreno, as heterogeneidades espaciais afetaram o balanço dessas interações, interferindo nos padrões espaço-temporais relacionados ao comportamento do fogo e dependentes da densidade de elementos arbóreos. Ainda, tanto esses efeitos observados na escala das manchas de vegetação, como o arranjo espacial inicial das mesmas na paisagem, afetaram as taxas de expansão florestal. Em outras palavras, a manutenção da coexistência de duas formações vegetais constituídas por elementos de inerente assimetria competitiva é possível pela manutenção de uma maior conectividade daquela que propicia o distúrbio, superando a vantagem da outra, que por sua vez é dependente da densidade dos indivíduos. Numa escala de paisagem, isto causa a manutenção de uma baixa conectividade entre as manchas florestais, propiciando sua relativa estabilidade num contexto de dispersão predominante a curtas distâncias. Contudo, embora ambos os sistemas tenham apresentado incremento no crescimento, produtividade e fecundidade, observou-se uma sensibilidade maior no sentido de aumento das taxas de avanço florestal em resposta às projeções climáticas futuras, principalmente nos próximos 90 anos, mesmo na presença do fogo. Isto seria proporcionado pela vantagem fotossintética das árvores-C3 sobre gramíneas-C4 na presença do fogo sob altas concentrações de CO2 atmosférico. Por fim, uma abordagem mais sistêmica dos mosaicos como estados alternativos mostrou ser adequada para o entendimento dos mecanismos que propiciam essa coexistência dinâmica na paisagem. / A longstanding problem in ecology is how to explain the coexistence over thousands of years of forests and natural grasslands under the same climatic regime, which favors the first, such as in forest-grasslands mosaics in South Brazil. Since the middle of the 20th century, a worldwide bush encroachment phenomenon of woody invasion in open vegetation has been threatening this relatively stable coexistence. In this sense, modelling ecological processes that arbitrate the maintenance of both vegetation formations at the landscape scale allows a better understanding of the mechanisms behind the maintenance of this coexistence, as well as predictions of future states under projections of drastic climate change over the next decades. For this, we developed a bidimensional spatial explicit model (2D-aDGVM) that aggregates an adaptive Global Vegetation Model (aDGVM), which includes topographic heterogeneity, fire spread and seed dispersal. The model aims at fulfilling the need for a more realistic representation of biophysical, physiological and demographical processes using an individualbased approach as it adapts these processes to environmental variations and disturbance regimes. In addition, the model includes important spatial ecological processes that have gained less attention by such models adopting a landscape-scale approach. Therefore, we evaluated the effect of topographic variations in incoming solar radiation on positive and on negative feedbacks that rise from those individual-based processes, and which in turns define the limiting thresholds upon which woody and grassy forms coexist. Additionally, the effects of increasing temperature, rainfall and atmospheric CO2 levels on the performance of distinct physiologies (C3-tree and C4-grass) were analyzed, as well as the sensitivity of forestgrassland mosaics to changes in climate from the preindustrial period to the next decades. Results showed that a relatively stable coexistence of forests and grasslands in the same landscape was observed with more frequent fires under the present climatic conditions. This was due to strong positive feedbacks of the huge accumulation of flammable grass biomass on fire intensity promoted by the high productivity of the present mesic conditions. On the other hand, spatio-temporal density dependent processes linked to fire and enhanced by slope at the patch scale, as well as the initial spatial arrangement of vegetation patches affected the rate of forest expansion at the landscape scale. The persistence of coexisting vegetation formations with an inherent asymmetry of competitive interactions was possible when the higher connectivity of the fire-prone patches (grassland) affected negatively the performance of the entire fire-sensitive system (forest). This was possible by overcoming its local densitydependent advantage, or by maintaining it with a low connectivity, which is expected to reduce the rate of coalescence of forest patches in a scenario of predominantly short distance dispersal. Despite the increments in biomass production, stem growth and fecundity that were observed in both grassland and forest, climate change increased the rates of forest expansion over grasslands even in presence of fire, and mainly over the next 90 years. This was attributed to a high photosynthetic advantage of C3-trees over C4-grasses in presence of fire under higher atmospheric CO2 levels. Finally, in the face of the general observed tendency of forest expansion over grasslands, the ancient grasslands have persisted as alternative ecosystem states in forest-grassland mosaics. In this sense, exploring this dynamic coexistence under the concept of alternative stable states have showed to be the most appropriate approach, and the outcomes of this novel perspective may highlight the understanding of the mechanisms behind the long-term coexistence.

Uma questão que ainda instiga discussões na literatura ecológica é como explicar a coocorrência dinâmica e milenar de formações florestais e campestres sob um mesmo regime climático que tende a favorecer as primeiras, como ocorre atualmente com mosaicos florestacampo no sul do Brasil. A partir de meados do século XX, têm-se evidenciado um fenômeno mundial de avanço de elementos lenhosos sobre áreas abertas. Neste sentido, a modelagem dos processos ecológicos envolvidos na manutenção de ambas as formações numa escala de paisagem permite o esclarecimento dos mecanismos que atuam na manutenção dessa coexistência até o presente e permite prever estados futuros diante dos prognósticos de drásticas alterações climáticas globais já nas próximas décadas. Para tanto, desenvolveu-se um modelo espacialmente explícito (2D-aDGVM) que agrega um Modelo Adaptativo Global de Dinâmica de Vegetação (aDGVM) e ainda inclui heterogeneidades topográficas, propagação do fogo e dispersão de sementes. Este modelo busca satisfazer a necessidade de modelagem mais realista de processos biofísicos, fisiológicos e demográficos na escala de indivíduos e relacionados de forma adaptativa às variações ambientais e aos regimes de distúrbios, ao mesmo tempo que agrega importantes processos ecológicos espaciais, até então pouco ou nada abordados por esse grupo de modelos numa escala de paisagem. Com este modelo, avaliaram-se os efeitos das variações topográficas da radiação solar incidente e destas nos mecanismos de interação (feedbacks) positiva e negativa que surgem daqueles processos na escala de indivíduos e que definem localmente os limites da coexistência entre elementos arbóreos e herbáceos. Ainda, foram analisados os efeitos do aumento da temperatura, precipitação e CO2 atmosférico, desde o período pré-industrial até projeções futuras para as próximas décadas, na performance das diferentes fisiologias envolvidas, bem como no balanço daquelas interações entre as mesmas e, finalmente, na sensibilidade da dinâmica dos mosaicos floresta-campo. Os resultados evidenciaram que, sob o regime climático vigente, uma coexistência relativamente estável entre floresta e campo numa mesma paisagem é mantida por uma alta freqüência de distúrbios, que por sua vez, resulta do forte feedback positivo do acúmulo de biomassa inflamável da vegetação campestre na intensidade do fogo, proporcionado pela condição altamente produtiva do atual clima mesotérmico. Por outro lado, intensificadas pela declividade do terreno, as heterogeneidades espaciais afetaram o balanço dessas interações, interferindo nos padrões espaço-temporais relacionados ao comportamento do fogo e dependentes da densidade de elementos arbóreos. Ainda, tanto esses efeitos observados na escala das manchas de vegetação, como o arranjo espacial inicial das mesmas na paisagem, afetaram as taxas de expansão florestal. Em outras palavras, a manutenção da coexistência de duas formações vegetais constituídas por elementos de inerente assimetria competitiva é possível pela manutenção de uma maior conectividade daquela que propicia o distúrbio, superando a vantagem da outra, que por sua vez é dependente da densidade dos indivíduos. Numa escala de paisagem, isto causa a manutenção de uma baixa conectividade entre as manchas florestais, propiciando sua relativa estabilidade num contexto de dispersão predominante a curtas distâncias. Contudo, embora ambos os sistemas tenham apresentado incremento no crescimento, produtividade e fecundidade, observou-se uma sensibilidade maior no sentido de aumento das taxas de avanço florestal em resposta às projeções climáticas futuras, principalmente nos próximos 90 anos, mesmo na presença do fogo. Isto seria proporcionado pela vantagem fotossintética das árvores-C3 sobre gramíneas-C4 na presença do fogo sob altas concentrações de CO2 atmosférico. Por fim, uma abordagem mais sistêmica dos mosaicos como estados alternativos mostrou ser adequada para o entendimento dos mecanismos que propiciam essa coexistência dinâmica na paisagem. / A longstanding problem in ecology is how to explain the coexistence over thousands of years of forests and natural grasslands under the same climatic regime, which favors the first, such as in forest-grasslands mosaics in South Brazil. Since the middle of the 20th century, a worldwide bush encroachment phenomenon of woody invasion in open vegetation has been threatening this relatively stable coexistence. In this sense, modelling ecological processes that arbitrate the maintenance of both vegetation formations at the landscape scale allows a better understanding of the mechanisms behind the maintenance of this coexistence, as well as predictions of future states under projections of drastic climate change over the next decades. For this, we developed a bidimensional spatial explicit model (2D-aDGVM) that aggregates an adaptive Global Vegetation Model (aDGVM), which includes topographic heterogeneity, fire spread and seed dispersal. The model aims at fulfilling the need for a more realistic representation of biophysical, physiological and demographical processes using an individualbased approach as it adapts these processes to environmental variations and disturbance regimes. In addition, the model includes important spatial ecological processes that have gained less attention by such models adopting a landscape-scale approach. Therefore, we evaluated the effect of topographic variations in incoming solar radiation on positive and on negative feedbacks that rise from those individual-based processes, and which in turns define the limiting thresholds upon which woody and grassy forms coexist. Additionally, the effects of increasing temperature, rainfall and atmospheric CO2 levels on the performance of distinct physiologies (C3-tree and C4-grass) were analyzed, as well as the sensitivity of forestgrassland mosaics to changes in climate from the preindustrial period to the next decades. Results showed that a relatively stable coexistence of forests and grasslands in the same landscape was observed with more frequent fires under the present climatic conditions. This was due to strong positive feedbacks of the huge accumulation of flammable grass biomass on fire intensity promoted by the high productivity of the present mesic conditions. On the other hand, spatio-temporal density dependent processes linked to fire and enhanced by slope at the patch scale, as well as the initial spatial arrangement of vegetation patches affected the rate of forest expansion at the landscape scale. The persistence of coexisting vegetation formations with an inherent asymmetry of competitive interactions was possible when the higher connectivity of the fire-prone patches (grassland) affected negatively the performance of the entire fire-sensitive system (forest). This was possible by overcoming its local densitydependent advantage, or by maintaining it with a low connectivity, which is expected to reduce the rate of coalescence of forest patches in a scenario of predominantly short distance dispersal. Despite the increments in biomass production, stem growth and fecundity that were observed in both grassland and forest, climate change increased the rates of forest expansion over grasslands even in presence of fire, and mainly over the next 90 years. This was attributed to a high photosynthetic advantage of C3-trees over C4-grasses in presence of fire under higher atmospheric CO2 levels. Finally, in the face of the general observed tendency of forest expansion over grasslands, the ancient grasslands have persisted as alternative ecosystem states in forest-grassland mosaics. In this sense, exploring this dynamic coexistence under the concept of alternative stable states have showed to be the most appropriate approach, and the outcomes of this novel perspective may highlight the understanding of the mechanisms behind the long-term coexistence.