Orientador: Flavio Antonio Maes dos Santos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-22T02:00:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cavalcanti_AirtondeDeusCysneiros_D.pdf: 6557195 bytes, checksum: beab670108442a3cbaed85443f577345 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The abstract is available with the full electronic document / Doutorado / Biologia Vegetal / Doutor em Biologia Vegetal

Orientador: João Vasconcellos Neto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-18T12:02:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cortinoz_JanainaRosa_M.pdf: 4578182 bytes, checksum: 437846becfcb9944124c33d6a5acf722 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Plantas com sementes grandes, como palmeiras, são mais afetadas em áreas defaunadas. A redução de dispersores de sementes resulta em maior acumulo de sementes sob a planta-mãe, onde a predação e mais intensa. Roedores e besouros são os principais predadores de sementes de palmeiras e podem interagir entre si, competindo por sementes, ou com roedores predando larvas de besouros ao consumirem sementes previamente infestadas. Ainda, besouros podem ter suas larvas atacadas por vespas parasitóides. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos da dispersão e predação de sementes da palmeira Syagrus romanzoffiana por vertebrados sobre a predação de sementes por besouros e o ataque de parasitóides em locais que diferem entre si quanto a presença de vertebrados dispersores e/ou predadores de sementes. As coletas foram realizadas na Serra do Japi em Jundiaí, Reserva Municipal Mata de Santa Genebra, Bosque dos Jequitibás e no campus da Universidade Estadual de Campinas, em Campinas. A predação de sementes por vertebrados e besouros foi comparada entre as áreas. Dados a respeito da fenologia reprodutiva da palmeira e taxas mensais de remoção de frutos por vertebrados e predação de sementes pré e pós-dispersão por besouros foram coletados para avaliar como as interações ocorrem ao longo do período de frutificação da planta. A predação de sementes por besouros foi negativamente relacionada a predação por vertebrados, sendo maior em áreas onde vertebrados predadores de sementes estão ausentes ou em baixas densidades, como Unicamp e Mata de Santa Genebra. A predação por bruquídeos foi menor na presença de esquilos na Serra do Japi e cutias no Bosque dos Jequitibás, mas a predação por curculionídeos foi menor apenas na Serra do Japi. O que pode indicar que o consumo de sementes por vertebrados deve reduzir a quantidade de sementes disponíveis para besouros bruquídeos, e/ou que ha predação intraguilda de larvas de bruquídeos por esquilos e cutias, mas que cutias, provavelmente rejeitam sementes atacadas por curculionídeos. A produção de flores e frutos imaturos foi semelhante entre as áreas, mas o encontro de frutos maduros foi menor na Serra do Japi e com o pico de produção deslocado em relação as outras áreas, possivelmente devido a alta predação de sementes por esquilos nesse local. A predação de sementes pré-dispersão pelo besouro Revena rubiginosa (Curculionidae) ocorreu em todos os meses e o período de oviposição dos besouros não apresentou relação com a disponibilidade de frutos imaturos. Besouros das famílias Bruchidae e Scolytidae predaram as sementes pós-dispersão, que foi maior onde a remoção de sementes por vertebrados foi menor e não esteve relacionada a disponibilidade de frutos maduros e a predação pré-dispersão. Larvas de R. rubiginosa e de bruquideos foram atacadas por vespas parasitoides da família Braconidae na Unicamp e Mata de Santa Genebra. O período de oviposição das vespas não apresentou relação com as taxas de predação dos besouros, e sim com o clima. Dessa forma, como não foram encontrados indícios que sementes sejam recursos limitantes para besouros, a predação de sementes por esses insetos parece ser limitada pela remoção e predação de sementes por vertebrados. Na ausência de vertebrados dispersores e/ou predadores de sementes que controlem a predação por besouros o ataque de parasitóides as larvas e maior / Abstract: Plants with large seeds such as palm trees are more affected in defaunated areas. The absence of seed dispersers results in a higher accumulation of seeds beneath the parent plant, where seed predation is more intense. Rodents and beetles are major predators of palm seed and can interact with each other, competing for seeds. Rodents can also prey on beetles' larvae when consume seed previously infested, and beetles may have their larvae attacked by parasitoid wasps. Thus, the aim of this work was investigate the effects of seed dispersal and predation of the palm Syagrus romanzoffiana by vertebrates on seed predation by beetles and the parasitoid attack in areas that differ with regard to the presence of vertebrate seed dispersers and/or predators. Data was collected at four sites. One of them at Jundiai, at Serra do Japi, and other three at Campinas, SP: Mata de Santa Genebra Municipal Reserve, Bosque dos Jequitibas and Campinas State University's Campus. Seed predation by vertebrates and beetles was compared between areas. Data regarding to the reproductive phenology and monthly rates of pre- and post-dispersal seed predation by beetles were also collected to assess how the interaction occurs throughout of the fruiting season of the plant. Seed predation by beetles was negatively related to seed predation by vertebrates, being higher in areas where vertebrate seed predators are absent or present in low densities, as at Unicamp and Mata de Santa Genebra. Seed predation by bruchids beetles was lower in the presence of the squirrels at Serra do Japi and agoutis at Bosque dos Jequitibas, but seed predation by weevils was lower only at Serra do Japi. These findings may indicate that the consumption of S. romanzoffiana seeds by vertebrates should reduce the amount of seeds available for bruchids beetles, and/or there are intraguild predation on larvae of bruchids by squirrels and agoutis, but agoutis probably reject seeds infested by weevils larvae. The flower and unripe fruit production was similar in all areas, but ripe fruit production was smaller at Serra do Japi, with a displaced peak when compared to the other sites, probably due to the high seed predation by squirrel in this area. Pre-dispersal seed predation by the beetle Revena rubiginosa (Curculionidae) occurred in all months and the period of beetles' oviposition was not related to the unripe fruits availability. Bruchids and scolytids beetles prey on post dispersed seeds, which was greater where the seed removal by vertebrate was lower. Also the post dispersal seed predation was not related to the ripe fruits availability neither to the pre dispersal seed predation. Larvae of R. rubiginosa and bruchids were attacked by braconids wasps at Unicamp and Mata de Santa Genebra. The oviposition by parasitoids was not related to the rates of seed predation by beetles, but was related to the climate. Thus, in the lack of evidence that seeds are a restrict resource, the seed predation by these insects seems to be limited by seed removal and predation by vertebrates. In the absence of vertebrate seed dispersers and/or predators, which control the seed predation by beetles, the attack by parasitoids wasps is higher / Mestrado / Ecologia / Mestre em Ecologia

As florestas tropicais contêm mais da metade de todas as espécies terrestres existentes, mas sofrem com a crescente influência das atividades humanas. A destruição e a degradação de habitats são, atualmente, as principais ameaças à biodiversidade. Embora exista uma extensa literatura sobre extinção de espécies em paisagens antropizadas, muitos aspectos ainda foram pouco estudados. Desta forma, buscamos contribuir para o entendimento sobre: i) o atraso e as taxas de extinções locais de espécies após a perda e a fragmentação do habitat florestal; e ii) como as interações entre variáveis de fragmentação e de degradação do habitat (perda de qualidade do habitat) podem agravar a taxa de extinção local de espécies. Para responder a estas questões, amostramos grupos de aves em uma paisagem intensamente fragmentada ao norte do Estado do Mato Grosso, no Arco do Desmatamento Amazônico. Para quantificar o débito de extinção, inventariamos as espécies de papa-formigas em dez pontos de escuta, durante três dias, em 29 localidades amostrais, durante dois períodos separados por quase uma década. Avaliamos o legado do histórico de fragmentação da paisagem na extinção local de espécies por meio de um modelo que considera o tamanho do fragmento e o tempo desde o seu isolamento. Para investigar o papel das interações entre a degradação e a fragmentação de habitats na extinção de espécies, consideramos a assembleia de aves de sub-bosque, inventariadas por redes-de-neblina durante 14.400 horas em 30 localidades amostrais. Utilizamos a seleção de modelos para determinar quais interações e variáveis de degradação e de fragmentação são melhores preditoras do número de espécies, abundância e a composição da avifauna nos fragmentos. Nossos resultados revelaram que há duas etapas para a extinção de espécies: a extinção imediata e a extinção com atraso. Mesmo considerando a extinção com atraso, mais da metade das espécies desaparece em menos de duas décadas nos fragmentos, independentemente do tamanho do fragmento. Encontramos que a grande maioria das espécies nos fragmentos pequenos (<150 ha) foi extinta localmente logo após o isolamento, enquanto que nos fragmentos grandes, a perda de espécies ocorre com o tempo e as taxas de extinção local são mais elevadas. Ademais, os efeitos das interações entre as variáveis de degradação e fragmentação de habitat contribuem para a extinção local de espécies na paisagem estudada. Identificamos que o sinergismo entre o tamanho do remanescente florestal e a incidência de fogo é a principal causa da extinção de espécies nos fragmentos. No entanto, a abundância e a composição de espécies na comunidade foram, principalmente, influenciadas pelas interações aditivas entre o tamanho do fragmento e a presença de gado. Observamos também que as alterações causadas pela presença do gado nos fragmentos resultam na substituição de espécies especialistas de habitat florestal e típicas de sub-bosque por espécies que habitam o dossel, bordas e áreas perturbadas. As implicações de nossos resultados para a conservação são: o intervalo de oportunidade para mitigação dos efeitos da fragmentação e perda de habitat, sobre os papa-formigas, devido ao débito de extinção, mesmo que ainda presente, é muito curto para a implementação de ações eficazes para conservação, especialmente para os fragmentos pequenos, onde a perda da maioria das espécies ocorre imediatamente após o isolamento do fragmento. Portanto, ações de conservação deveriam otimizar seus esforços em fragmentos grandes (>150 ha), onde há maior chance de resguardar as espécies já comprometidas com a extinção. Além disso, as espécies nos fragmentos pequenos são negativamente e de forma mais intensa influenciadas pelos efeitos interativos com a incidência de fogo e penetração do gado. Concluímos que a preservação apenas dos remanescentes florestais não é suficiente para conservação da biodiversidade. Assim, as políticas públicas devem ser direcionadas à coibição de novos desmatamentos e queimadas, além do incentivo para a utilização de cercas ao redor dos remanescentes florestais em propriedades privadas / Tropical forests contain over half of all terrestrial species on Earth, but are succumbing to the growing impact of human activities. Habitat destruction and degradation are the main current threats to biodiversity. While there is an extensive literature on species extinction in human-modified landscapes, many aspects are yet to be explored. This study aims to contribute to our understanding of (i) the rates of time-lagged local extinctions of species in the aftermath of habitat loss and fragmentation; and (ii) the combined effects of habitat fragmentation and degradation (i.e. reduction in habitat quality) in aggravating rates of local extinctions. To develop this research, we sampled different functional groups of forest birds within an intensively fragmented landscape representative of the Arc of Deforestation of southern Brazilian Amazonia. To quantify the magnitude of extinction debt we inventoried antbirds at 29 forest sites during two periods, separated by nearly a decade. At each site, we carried out ten standardized point-counts over three days, which were validated with simultaneous digital recordings. We examined species extinction rates induced by historical landscape fragmentation using a model that considers forest fragment size and time since their isolation. In relation to interactions between habitat degradation and fragmentation, we considered all understorey birds inventoried by mist-nets during 14,400 hours at 30 sampling locations. We used model selection to determine which metrics and interactions of forest degradation (intensity of fires, selective logging and cattle presence within the forest remnants) and fragmentation (fragment size, amount of surrounding forest cover) best predicted the number, abundance and composition of species in the fragments. Our results revealed that there are two main stages for species extinctions: immediately after and time-lagged forest isolation. Even where there is a delay in species extinctions, over half of all species disappeared within less than two decades post-isolation, regardless of forest fragment size. We also found that the majority of species in small fragments (<150 ha) disappear immediately after isolation, whereas species losses in large fragments occur over time and they present higher local extinction rates. Moreover, interactions between habitat degradation and habitat fragmentation contributed to the local species extinctions in the studied landscape. Forest patch size operated synergistically with fire incidence as the main cause of local extinctions in fragments. However, the composition and abundance of species was influenced by the additive interactions between fragment size and cattle intrusion, which resulted in the replacement of understorey forest specialists with generalist species typically found in disturbed areas. The conservation implications of our results include: there is a narrow window of opportunity for mitigating the effects of habitat loss and fragmentation on antbirds, especially for small fragments, where most species were lost immediately after isolation. Conservation actions should be focused on large fragments (> 150 ha) where there is greater potential for retaining species committed to extinction. Also, species in small fragments were more affected by the detrimental effects of fire incidence and cattle intrusion. We therefore conclude that the preservation of remaining forest fragments in itself is not enough for forest biodiversity conservation; public policy should be directed to fire suppression and fencing to deter cattle access to remaining forest fragments within private proprieties

The present study investigates new frontiers of lidar technology knowledge assessessing of tropical forest degradation and restoration. The thesis is structured with an introductory chapter, four technical chapters, which explored technical and scientific aspects of the application of lidar technology to the evaluation of forest degradation in the Amazon and restoration of forests in the Atlantic Forest, and a final chapter with considerations and a summary of the main scientific results obtained in this thesis. The results of chapter 2 provided important insights for the correct modeling of leaf area density (LAD) proflies profiles usind airborne lidar. LAD profile is the decomposition of the leaf area index (LAI) along the vertical canopy profile and can be used to answer many ecological questions. The results of chapter 2 provided important insights for the correct modeling of LAD profiles. Chapter 3, using lidar data on aerial and portable ground platforms, in the Biological Dynamics of Forest Fragments Project (BDFFP), demonstrated in an unprecedented way the effect of forest fragmentation in the canopy structure (lidar-derived) and their relationships with the change of the tree community. In this chapter, the results showed that the lidar technology has enormous potential to monitor the impact of forest fragmentation in a high precision scale for large areas. Chapter 4, using data from several forest typologies in the Atlantic Forest biome restoration collect by a portable ground lidar system, demonstrated the potential of canopy structural attributes to distinguish different forest typologies and to estimate above ground woody dry biomass. However, the results were not positive for estimating tree community diversity (richness, Shannon index and species composition). Finally, chapter 5 demonstrated the potential of a novel lidar system on a drone platform (also known as UAV - unmanned aerial vehicle) to monitor forest restoration plantations. Lidar is revolutionizing the way we measure forest landscapes and can be an indispensable tool for the success of forest restoration projects, having the potential to support on planning, monitoring and inspection of forest restoration landscapes. In this thesis, we demonstrate several applications of remote sensing to address the context of forest restoration, and we established methodological bases for other studies to expand the use of this technology for decision making in tropical forest conservation, management and restoration. / O presente estudo investiga novas fronteiras do conhecimento da aplicação da tecnologia de sensoriamento remoto lidar à avaliação da degradação e restauração de florestas tropicais. A tese está estruturada na forma de um capítulo de introdução, quatro capítulos técnicos, que exploraram aspectos técnicos e científicos da aplicação da tecnologia lidar à avaliação da degradação de florestas na Amazônia e restauração de florestas na Mata Atlântica, e de um capítulo final com considerações gerais e uma síntese dos principais resultados científicos obtidos nesta tese. O capítulo 2, utilizando dados lidar aeroembarcados em avião, analisou uma questão técnica, sobre a influência da densidade de pulsos da nuvem lidar e da resolução de amostragem para a modelagem do perfil de densidade de áerea foliar em florestas tropicais (DAF). O perfil de DAF é a decomposição do índice de área foliar (IAF) ao longo do perfil vertical do dossel e pode ser utilizado para responder diversas questões ecológicas. Os resultados da capítulo 2 trouxeram importantes insights para a correta modelagem dos perfis de DAF. O capítulo 3, utilizando dados lidar em plataformas aeroembarcados e terrestre portátil, no Projeto Dinâmica Biologica de Fragmentos Florestais (PDBFF), demonstrou de maneira inédita o efeito da fragmentação florestal sobre a alteração da estrutura do dossel (derivados de dados lidar) e suas relações com a mudança da comunidade arbórea. Neste capítulo os resultados demonstraram que a tecnologia lidar tem enorme potencial para monitorar o impacto da fragmentação florestal para grandes áreas e em fina escala. O capítulo 4, utilizando dados de diversas tipologias florestais em restauração no bioma Mata Atlântica, a partir de um sistema lidar terrestre portátil, demonstrou a capacidade dos atributos estruturais do dossel em distinguir diferentes tipologias florestais, estimar diversidade e biomassa de madeira acima do solo. Contudo, os resultados não foram muito positivos para estimativa da diversidade da comunidade arbórea (riqueza, indice de Shannon e composição de espécies). Finalmente, o capitulo 5 demonstrou a capacidade de um sistema inovador lidar aeroembarcado em uma plataforma drone (também conhecida como VANT - veículo aéreo não tripulado) para monitorar plantios de restauração florestal. O lidar está revolucionando a maneira de mensurarmos as paisagens florestais, podendo ser uma ferramenta imprecindível para o sucesso dos projetos de restauração florestal em larga escala, tendo o potencial de auxiliar desde o planejamento ao monitoramento e fiscalização dos projetos florestais. Nesta tese, demonstramos diversas aplicações do sensoriamento remoto lidar ao contexto da restauração florestal, e estabelecemos bases metodológicas para que outros estudos expandam o uso desta tecnologia para tomada de decisão na conservação, manejo e restauração de florestas tropicias.

Tapirus terrestris (Linnaeus, 1758), o maior frugívoro do Brasil, desempenha um papel importante na dinâmica dos ambientes e é muito suscetível à perda de habitats. Devido à Floresta Estacional Semidecidual ser o ecossistema mais fragmentado e ameaçado do Domínio Florestal Atlântico do Brasil e o Pontal do Paranapanema ser igualmente constituído apenas por remanescentes florestais, as populações de antas (T. terrestris) nessa região, sentindo os efeitos dessas mudanças ambientais, podem estar reduzidas a níveis insustentáveis ao longo do tempo, e conseqüentemente, todo ecossistema pode ser prejudicado. O conhecimento da ecologia alimentar é um dos fatores mais importantes para realização de ações que visem a conservação das espécies e as interações entre plantas e animais são fundamentais para manutenção da dinâmica florestal, assim, os objetivos desse estudo foram conhecer a composição de frutos consumidos pela anta e verificar se houve variação sazonal em sua dieta e sua ação potencial como dispersor de sementes. Diante da paisagem fragmentada da região onde o estudo foi conduzido e da possibilidade dessa alteração afetar a dieta de espécies, objetivou-se verificar se a fragmentação de habitats influencia o consumo de frutos pelas antas. Para isso, foram analisadas 170 amostras fecais e dois conteúdos estomacais, coletados entre maio de 2003 e maio de 2005, no Parque Estadual Morro do Diabo (PEMD), nos fragmentos florestais da Estação Ecológica Mico-Leão-Preto e em outros remanescentes florestais da região do Pontal do Paranapanema, Estado de São Paulo. Depois de coletadas, as fezes foram lavadas, secas em estufa, as sementes foram retiradas das fezes e pesadas separadamente das partes vegetativas. Posteriormente, os frutos foram identificados por pesquisador especialista e foi montado experimento de germinação para verificar a viabilidade das sementes. Sua dieta foi composta por 65,5% de fibras e 34,5% de frutos e sementes. Comparando a composição sazonal da dieta, não houve diferença entre a massa consumida de fibras e frutos (seca: t=0.15, gl=114, p=0,88; chuvosa: t=1,431, gl=56, p=0,16). Com relação à fragmentação florestal, a massa de fibras e frutos consumidos no PEMD não apresentou diferença (t=1.54, gl=129, p=0,13); já nos fragmentos foi composta por maior massa de fibras do que sementes (t=-5.69, gl=41, p<0.001). Foi identificado o consumo de 58 tipos de frutos, pertencentes a 23 famílias vegetais. Dentre estes, 22 itens e oito famílias são registros inéditos. Os frutos mais representativos foram Syagrus romanzoffiana (Cham.) Glassm, Psychotria spp., Bromelia balansae (Mez, 1891), Ilex spp. e Annona cacans (Warm.). Syagrus romanzoffiana, Psychotria spp. e Bromelia balansae foram os frutos mais representativos, apresentando importância considerável nas duas estações, sendo freqüentemente consumidos no PEMD e nos fragmentos florestais. Foi estimada uma riqueza maior de frutos consumidos na estação seca e no PEMD, enquanto a estação chuvosa e os fragmentos apresentaram menores valores (seca=72,77, chuvosa=41,77; PEMD=79,8, fragmentos=33). Não houve predação de sementes durante a mastigação e para certas espécies o processo digestório não inviabilizou as sementes. Estes resultados sugerem que a espécie pode atuar como potencial dispersora ou predadora de sementes. O consumo de maior riqueza de frutos na época seca acompanhou o período com maior número de espécies frutificando na região e conseqüentemente, mais recursos alimentares disponíveis durante essa estação. Como nos remanescentes fragmentados há diminuição das interações ecológicas, levando a redução na abundância de frutos, riqueza e diversidade de espécies, menores massa de sementes e riqueza de frutos nos fragmentos pode ser uma conseqüência do isolamento de habitats. Assim, apesar de T. terrestris consumir uma grande variedade de frutos no Pontal do Paranapanema, sugerindo uma dieta rica e diversa, ao longo do tempo, a população da região pode ser afetada pela fragmentação florestal. / The lowland tapir Tapirus terrestris (Linnaeus, 1758), the largest mammalian frugivore in Brazil, plays an important role in environmental dynamics and is particularly susceptible to habitat loss. The Atlantic Plateau Forest is the most threatened ecosystem of the Brazilian Atlantic Forest Domain. In the Pontal do Paranapanema region (western São Paulo State), this system is entirely composed of remnant forest fragments. Here, the tapir population may decrease to an unsustainable size in long-term and, consequently, the whole ecosystem may become compromised. Food habits are some of the most important data needed for species conservation and to understand the plant-animal interactions necessary to maintain forest dynamics. Thus, the objectives of this study were to investigate in tapirs: fruit species composition in the diet, seasonal variation of consumed items and the animals? potential as seed dispersers. Due to the fragmented landscape in the study region and the possibility that such alteration affects the species? diet, a subsequent objective was to verify if forest fragmentation influences fruit consumption. We analyzed 170 fecal and two stomach-content samples obtained from May 2003 to May 2005. These were collected from Morro do Diabo State Park (MDSP, 36000 ha), forest fragments from the Mico-Leão-Preto Ecological Station and other fragments in the Pontal do Paranapanema region. The tapir diet was composed of 65.5% fibers and leaves and 34.5% fruits and seeds. Tapirs consumed the same amount of fibers and fruits during the wet and dry seasons (t=1.431, p=0.16; t=0.15, p=0.88, respectively). Seed and fiber weight were not significantly different from fruits weight in MDSP (t=1.54, d.f.=129, p=0.13), although in forest patches a lower amount of fruits was consumed (t=-5.69, d.f.=41, p<0.001). Fifty-eight different items from 23 Families of plants were identified ? among these, 22 fruits and eight Families were recorded for the first time in the species? diet. Syagrus romanzoffiana (Cham.) Glassm, Psychotria spp. and Bromelia balansae (Mez, 1891) were the most consumed fruits, important during both seasons and in both MDSP and other forest fragments. The variables associated with the higher richness of fruits consumed were in the dry season and in MDSP (relative to rainy season and other forest fragments): dry=72.77; rainy=41.77; MDSP=79.8, other fragments=33). Observations of seeds found in feces indicated that mastication rarely contributes to seed damage. Germination experiments were undertaken with both whole and damaged seeds originated from feces, several of these remained viable. Suggesting that tapirs can act as seed dispersers. Tapirs consumed the highest richness of fruits during the dry season, likely associated with higher fruit production in the habitat during these months. Our data further suggests that forest fragmentation may be associated with the lower seed mass and species richness found in the tapir diet. Despite the diversity of fruit consumed by tapirs in the Pontal do Paranapanema, the long-term population stability in this region can be affected by habitat fragmentation.

The present study investigates new frontiers of lidar technology knowledge assessessing of tropical forest degradation and restoration. The thesis is structured with an introductory chapter, four technical chapters, which explored technical and scientific aspects of the application of lidar technology to the evaluation of forest degradation in the Amazon and restoration of forests in the Atlantic Forest, and a final chapter with considerations and a summary of the main scientific results obtained in this thesis. The results of chapter 2 provided important insights for the correct modeling of leaf area density (LAD) proflies profiles usind airborne lidar. LAD profile is the decomposition of the leaf area index (LAI) along the vertical canopy profile and can be used to answer many ecological questions. The results of chapter 2 provided important insights for the correct modeling of LAD profiles. Chapter 3, using lidar data on aerial and portable ground platforms, in the Biological Dynamics of Forest Fragments Project (BDFFP), demonstrated in an unprecedented way the effect of forest fragmentation in the canopy structure (lidar-derived) and their relationships with the change of the tree community. In this chapter, the results showed that the lidar technology has enormous potential to monitor the impact of forest fragmentation in a high precision scale for large areas. Chapter 4, using data from several forest typologies in the Atlantic Forest biome restoration collect by a portable ground lidar system, demonstrated the potential of canopy structural attributes to distinguish different forest typologies and to estimate above ground woody dry biomass. However, the results were not positive for estimating tree community diversity (richness, Shannon index and species composition). Finally, chapter 5 demonstrated the potential of a novel lidar system on a drone platform (also known as UAV - unmanned aerial vehicle) to monitor forest restoration plantations. Lidar is revolutionizing the way we measure forest landscapes and can be an indispensable tool for the success of forest restoration projects, having the potential to support on planning, monitoring and inspection of forest restoration landscapes. In this thesis, we demonstrate several applications of remote sensing to address the context of forest restoration, and we established methodological bases for other studies to expand the use of this technology for decision making in tropical forest conservation, management and restoration. / O presente estudo investiga novas fronteiras do conhecimento da aplicação da tecnologia de sensoriamento remoto lidar à avaliação da degradação e restauração de florestas tropicais. A tese está estruturada na forma de um capítulo de introdução, quatro capítulos técnicos, que exploraram aspectos técnicos e científicos da aplicação da tecnologia lidar à avaliação da degradação de florestas na Amazônia e restauração de florestas na Mata Atlântica, e de um capítulo final com considerações gerais e uma síntese dos principais resultados científicos obtidos nesta tese. O capítulo 2, utilizando dados lidar aeroembarcados em avião, analisou uma questão técnica, sobre a influência da densidade de pulsos da nuvem lidar e da resolução de amostragem para a modelagem do perfil de densidade de áerea foliar em florestas tropicais (DAF). O perfil de DAF é a decomposição do índice de área foliar (IAF) ao longo do perfil vertical do dossel e pode ser utilizado para responder diversas questões ecológicas. Os resultados da capítulo 2 trouxeram importantes insights para a correta modelagem dos perfis de DAF. O capítulo 3, utilizando dados lidar em plataformas aeroembarcados e terrestre portátil, no Projeto Dinâmica Biologica de Fragmentos Florestais (PDBFF), demonstrou de maneira inédita o efeito da fragmentação florestal sobre a alteração da estrutura do dossel (derivados de dados lidar) e suas relações com a mudança da comunidade arbórea. Neste capítulo os resultados demonstraram que a tecnologia lidar tem enorme potencial para monitorar o impacto da fragmentação florestal para grandes áreas e em fina escala. O capítulo 4, utilizando dados de diversas tipologias florestais em restauração no bioma Mata Atlântica, a partir de um sistema lidar terrestre portátil, demonstrou a capacidade dos atributos estruturais do dossel em distinguir diferentes tipologias florestais, estimar diversidade e biomassa de madeira acima do solo. Contudo, os resultados não foram muito positivos para estimativa da diversidade da comunidade arbórea (riqueza, indice de Shannon e composição de espécies). Finalmente, o capitulo 5 demonstrou a capacidade de um sistema inovador lidar aeroembarcado em uma plataforma drone (também conhecida como VANT - veículo aéreo não tripulado) para monitorar plantios de restauração florestal. O lidar está revolucionando a maneira de mensurarmos as paisagens florestais, podendo ser uma ferramenta imprecindível para o sucesso dos projetos de restauração florestal em larga escala, tendo o potencial de auxiliar desde o planejamento ao monitoramento e fiscalização dos projetos florestais. Nesta tese, demonstramos diversas aplicações do sensoriamento remoto lidar ao contexto da restauração florestal, e estabelecemos bases metodológicas para que outros estudos expandam o uso desta tecnologia para tomada de decisão na conservação, manejo e restauração de florestas tropicias.

Made available in DSpace on 2017-07-21T18:13:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CRISTINAALMEIDA.pdf: 863812 bytes, checksum: f9d846d4186891d4a628ae7da91ab1cf (MD5) Previous issue date: 2008-02-15 / The fragmentation of habitats figures into the most serious threats to the conservation of ecosystems nowadays. As a direct result of the human action, the fragmentation of the natural environment produces different environments that modify the dynamic of ecological relations among fauna, flora and the abiotic system. The rupture of a landscape unit generates smaller patches that present a dynamic that is different from the existing original environment. The isolation of the fragments has a negative effect on the species that causes the decrease on the immigration or recolonization. The connectivity among fragments through ecological corridors is an important alternative to the habitat conservation. This way, the management of landscape fragmentation is a challenge on the implantation of programs that target the treat and maintenance of the remaining natural ecosystems. The goal of the present work is to analyse the spatial structure of the forest fragments spread throughout the Campos Gerais National Park – PR, with strategic function for the preservation programs of Mixed Ombrofila Forest in the State of Parana. The software Spring (version 4.2) was used on the map that illustrates the use of land and the distribution of fragments, and the Fragstats software was used to generate metrics to analyses those fragments relations. It was verified that 55,9% of the Park is covered by forest vegetation, distributed among 302 fragments. The major fragment (font-area) concentrates 78,0% of the total forested area. Small fragments perform the most part of landscape, but their total area represents a low contribution on the forest class. The font-area presented high rate of shape and low rate of isolation. On the others fragments, the usual rank of isolation was low to medium. The analysis of the spatial distribution of fragments indicated that they rise in some areas due both to the antropic action as to the dynamic of occupation of the vegetation on litolic soils of the Devonian Cuesta. The results presented will provide evidence for future studies on the management of the antropic fragmentation of this area. / A fragmentação dos hábitats figura entre as mais graves ameaças à conservação dos ecossistemas na atualidade. Como resultado direto da ação humana, a fragmentação dos ambientes naturais produz alterações ambientais que modificam a dinâmica e as relações ecológicas entre populações da fauna, flora e o meio abiótico. A ruptura de uma unidade da paisagem faz surgir parcelas menores que apresentam dinâmica diferente da existente no ambiente original. Os fragmentos tornam-se áreas desconectadas do funcionamento biológico da paisagem florestal. O isolamento dos fragmentos tem efeito negativo sobre a riqueza de espécies, diminuindo a taxa de imigração ou recolonização. A conectividade entre fragmentos por meio de corredores biológicos é uma importante alternativa na conservação dos ambientes. Neste sentido, a gestão das paisagens florestais fragmentadas é um grande desafio na implantação de programas que visam o manejo e a manutenção dos ecossistemas naturais remanescentes. O presente trabalho teve como objetivo analisar a estrutura espacial dos fragmentos florestais distribuídos na área do Parque Nacional dos Campos Gerais, PR, Unidade de Conservação com função estratégica para os programas de preservação da Floresta Ombrófila Mista no estado do Paraná. Utilizou-se o software Spring, versão 4.2, para elaboração do mapa de uso da terra e distribuição dos fragmentos, e o software Fragstats para gerar métricas de análise das relações entre estes fragmentos. Verificou-se que 55,9% do Parque é coberto por vegetação florestal, distribuída por 302 fragmentos. O maior fragmento (área-fonte) concentra 78,0% da área total florestada. Os fragmentos florestais pequenos são maioria na paisagem, mas a soma das áreas desses fragmentos tem baixa contribuição na classe floresta. A áreafonte apresentou elevado índice de forma e baixo grau de isolamento. Para os demais fragmentos, o grau de isolamento foi, no geral, de baixo a médio. A análise da distribuição espacial dos fragmentos indicou que estes ocorrem em algumas áreas em função da ação antrópica e, em outras, pela dinâmica de ocupação da vegetação vinculada ao solo de natureza litólica da Escarpa Devoniana. Os resultados obtidos fornecem subsídios para estudos futuros sobre o manejo dos fragmentos de origem antrópica existentes na área.

Submitted by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2012-07-31T15:22:46Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_EfeitoF ragmentacaoIsolamento.pdf: 6979661 bytes, checksum: adbdd9de72de13a09b1e47159d01c949 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-07-31T15:22:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_EfeitoF ragmentacaoIsolamento.pdf: 6979661 bytes, checksum: adbdd9de72de13a09b1e47159d01c949 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2008 / MPEG - Museu Paraense Emílio Goeldi / Eletronorte - Centrais Elétricas do Norte do Brasil S/A / Sociedade Zeladora "Amigos" Museu Paraense Emílio Goeldi / MCT/Brasil - Ministério da Ciência e Tecnologia / Apesar de vários trabalhos publicados para a região tropical demonstrando o efeito da fragmentação florestal e o isolamento da paisagem na comunidade biótica, a maioria destes, foi realizada em regiões continentais. Os impactos da fragmentação e o isolamento da paisagem resultante da criação de reservatórios artificiais de usinas hidrelétricas ainda são pouco estudados na Amazônia. Este estudo foi realizado em fragmentos ('ilhas") remanescentes de floresta ombrófila, formadas pela construção da Hidrelétrica de Tucuruí, no estado do Pará com o objetivo de comparar as ilhas nas duas margens do reservatório em relação ao tamanho total, tamanho da área nuclear (core area) , forma geométrica (total de borda balanceado pela área da ilha) e grau de isolamento a fim demonstrar o papel das mesmas para a conservação da biota local e em escala local avaliar a riqueza, abundância e composição de espécies da comunidade de lagartos em 12 "ilhas" do reservatório em relação ao tamanho, grau de isolamento e posição das ilhas no reservatório. Para o estudo em escala da paisagem foram escolhidas 199 ilhas nas duas margens no limite da Área de Proteção Ambiental de Tucuruí usando imagem de satélite de 2005. O tamanho das ilhas analisadas varia de 3 a 1768 hectares , sendo que 40% delas com menos 10 hectares . As ilhas têm uma perda significativa, variando de 22% a 100%, de área total, em função do efeito de borda. Não houve diferença significativa no tamanho total, tamanho da área nuclear e total da borda I')as ilhas em relação á margem do reservatório. Contudo, as ilhas da margem esquerda têm maior grau de isolamento em relação das ilhas da margem direita. A maioria das ilhas analisadas no reservatório de Tucuruí tem tamanhos pequenos, alta perda de área total em função do efeito de borda, formato irregular o que aumenta o potencial do efeito de borda e alto grau de isolamento. Em escala local a comunidade de lagartos foi amostrada em cinco campanhas de campo realizadas entre janeiro e julho de 2005, através de transectos e armadilhas de queda. As áreas inventariadas foram selecionadas com base no tamanho, grau de isolamento e posição na margem do reservatório. Foram registrados 837 indivíduos de lagartos, distribuídos em 16 espécies. As espécies mais abundantes foram Gonatodes humeralis e Coleodactylus amazonicus (Gekkonidae). A amostragem realizada nas cinco campanhas foi suficiente para determinar a riqueza total das ilhas amostradas, correspondendo a 84% do número de espécies de acordo com o estimador Jacknife 1. Houve diferença significativa na riqueza de espécies de lagartos entre as campanhas realizada sendo a riqueza maior obtida a partir da 38 campanha de campo, em abril-maio de 2005. Não houve diferença significativa na riqueza de espécies e no número de indivíduos de lagartos em relação à margem do reservatório. Houve diferença significativa e positiva da riqueza de espécies de lagartos em relação ao tamanho da ilha. Não houve diferença significativa na abundância de lagartos em relação ao tamanho das ilhas. Houve diferença significativa entre a riqueza de lagartos em relação ao isolamento da ilha, sendo esta menor nas ilhas mais isoladas. Não houve diferença significativa entre a abundância de lagartos em relação ao isolamento da ilha. Não houve diferença significativa da riqueza de espécies em relação à abertura do dossel e ao volume de serrapilheira. Houve diferença significativa e positiva entre a riqueza de espécies em relação à densidade de troncos caídos e de árvores vivas. Não houve diferença significativa da abundância de indivíduos em relação aos parâmetros de estrutura da vegetação analisados neste estudo. Não houve diferença na composição de espécies da comunidade de lagartos nas ilhas em relação às margens do reservatório, indicando que o rio Tocantins não é uma barreira geográfica para a distribuição deste grupo. / Appear of many studies published in tropical regions showing the effect on forest fragmentation and landscape isolation in biotic communities most studies have been made in continental regions. The impact of fragmentation and isolation of landscape in hydroelectric artificial reservoir are still poorly studies in the Amazonian. This study was done in island forest remain fragments created by the construction of the Tucurui Hydroelectric dam in the Para State, Brazil. The objectives of the study is to compare the islands on both sides of the reservoir in relation to the total size, total core area size, plot shape and degree of isolation to demonstrated the role of island to protected the local biota in landscape level and assess the species richness, abundance and species composition of the communities of lizard in the islands in local scale. At landscape level were chosen 199 islands in both margin of reservoir using satellite image of 2005. The total size of island varied from 3 to 1,768 hectares, being that 40% of island has less than 10 hectares in size. The islands have a significant loss of size, varying from 22% to 100% in relation to edge effects. There is no significant difference of the total size, total core area size and total edge of islands in relation to reservoir margins. However, the islands situated in the left margin of reservoir have high degree of isolation in compare to island from right margin. Most of the island analyzed in the Tucurui reservoir have small sizes, high loss of total area due to edge effects and irregular plot shape, all contributing. At local scale the lizard community was sampled in five field expedition carried out from January to July of 2005, using two methods of collect, transects and traps of interception and fall. We selected 12 islands based on total size, degree of isolation and position in relation to reservoir margin. We recorded 837 individuals of lizard distributed in 16 species. The most abundant species were Gonatodes humeralis and Coleodactylus amazonicus (Gekkonidae). The curve of total number of species in relation to field expedition reached the asymptote, showing that the five expeditions were sufficient to determine local species richness in the sampled island, corresponding to 84% of the total number of species determined by Jackknife 1 species richness estimator. There is significant difference in the species richness in relation to field expeditions, being highest species richness obtained from the third field expedition carried out from April to May of 2005. There is no significant difference in the species richness and number of individuals in relation to reservoir margins. There is significant and positive difference between the species richness in relation to size of island. There is no significant difference in the abundance of lizards in relation to size of island. There is significant difference in the species richness of lizards in relation to degrees of isolation of island, being the isolation lower in the more remote islands. However, the abundance of lizards in relation to degree of isolation of islands was not significant. There is no significant difference in the species richness in relation to open canopy and volume of litter. There is significant and positive difference between the species richness in relation to density of trunk falls and trees lives. There is no difference in the abundance of lizards in relation to forest structure parameters analyzed in the study. Finally there is no difference in the species composition of lizards in relation to reservoir margins, indicating that the Tocantins River in the sampled area analyzed in the study is not one important biogeography barrier to this group.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:32:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4717.pdf: 3844984 bytes, checksum: 6f98364509ca7b19c991a7b44b861e35 (MD5) Previous issue date: 2012-07-05 / Financiadora de Estudos e Projetos / Land use changes have resulted in large environmental impacts, and in agricultural landscapes sometimes only forest fragments remain. However, riparian forest remnants can influence positively stream water quality, and serve as refuge to aquatic species sensible to deforestation. We evaluated if the presence of a riparian forest remnant influences the structure and composition of macroinvertebrate communities in a rural stream in southeastern Brazil. We sampled three reaches upstream (within abandoned sugarcane cultivation), one at the edge and nine downstream the remnant edge, until 600 m inside the forested area, using leaf litter bags. The abundances of Elmidae, Chironomidae, and total macroinvertebrates increased along the forest remnant, whereas the abundance of Baetidae, proportion of Ephemeroptera, Plecoptera and Trichoptera (EPT), EPT/Chironomidae ratio, and taxon richness and diversity decreased. EPT taxon richness and abundance did not vary along the forest remnant. Reaches upstream the remnant have herbs and grasses that increased microhabitat availability and, consequently, the diversity and taxon richness in this degraded areas. Increases in abundances of Chironomidae and total macroinvertebrates within the forested area can be related to moderate increases in nutrient concentrations or availability of high quality leaf litter patches. Forest remnants can influence macroinvertebrate communities, although variation in their responses can be related to local agricultural practices and land use at the watershed scale. Forest fragments are important in maintaining water quality in agricultural landscapes, deserving special attention in watershed management projects and more commitment from the authorities to comply with environmental laws, aiming to protect and recover permanent preservation areas (PPA) in irregular situation. / Alterações no uso da terra geram grandes impactos ambientais, e em paisagens agrícolas podem restar apenas fragmentos florestais, com pouca continuidade florestal. No entanto, os remanescentes de matas ripárias podem ter efeitos positivos sobre a qualidade da água de córregos, e servem como refúgio para espécies aquáticas sensíveis ao desmatamento. Nós avaliamos se e a presença de um fragmento de floresta ripária influencia a estrutura e composição das comunidades de macroinvertebrados ao longo do gradiente longitudinal de um córrego situado em uma área rural no sudeste brasileiro. Amostramos treze trechos do córrego, três a montante (situados em meio a uma plantação de cana-de-açúcar abandonada e próximos a esta), um na borda e nove a jusante da borda do fragmento abrangendo até 600 m o interior da área florestada, usando sacos de detritos. As abundâncias de Elmidae, Chironomidae e do total de macroinvertebrados aumentaram ao longo do fragmento florestal, enquanto a abundância de Baetidae, abundância relativa de Ephemeroptera, Plecoptera e Trichoptera (EPT), razão das abundâncias EPT/Chironomidae, riqueza e diversidade taxonômica diminuíram. A abundância e a riqueza de táxons de EPT não variaram ao longo do remanescente. Os trechos a montante do remanescente apresentam herbáceas e gramíneas que aumentaram a disponibilidade de microhabitats e, consequentemente, a riqueza e diversidade de táxons nessas áreas degradadas. Os aumentos das abundâncias de Chironomidae e do total de macroinvertebrados no interior da área florestada podem estar relacionados à moderada elevação da concentração de nutrientes ou disponibilidade de manchas foliares de alta qualidade. Os remanescentes florestais podem influenciar as comunidades de macroinvertebrados, embora variações em suas respostas possam estar relacionadas às práticas agrícolas locais e ao uso da terra em escala de microbacia. Os fragmentos florestais são importantes na manutenção da qualidade da água em paisagens agrícolas, merecendo especial atenção em projetos de gestão de bacias hidrográficas e mais empenho por parte das autoridades para o cumprimento das leis ambientais, visando à proteção e recuperação de áreas de preservação permanente (APP) em situação irregular.

Ao longo de quase cinco anos de trabalho, foi desenvolvido o Índice de Qualidade dos Municípios - Verde, pela Fundação CIDE. O trabalho buscou retratar as características da fragmentação florestal fluminense. Como um elemento para apoiar a gestão ambiental do território, o projeto identificou corredores ecológicos prioritários para a interligação de fragmentos florestais. A grande contribuição do trabalho, do ponto de vista conceitual, foi reorientar o debate acerca da fragmentação florestal no Estado do Rio de Janeiro. O projeto IQM - Verde apresentou, exaustivamente, lugares onde ocorreram perdas e ganhos de estoques de vegetação com porte arbóreo, num recorte por municípios, bacias hidrográficas e Unidades de Conservação. Existem importantes questões que foram levantadas e ainda aguardam maiores e melhores respostas. Uma delas é tentar explicar, a partir da ecologia de paisagens, quais são os mecanismos que facilitam ou dificultam o processo natural de sucessão florestal. A situação da sucessão florestal é completamente diferente de uma região para outra do Estado. No Noroeste do Estado existem indícios claros de retração e fragmentação dos remanescentes enquanto na região Serrana do Sul Fluminense aparecem sinais claros de recuperação e recomposição florestal. Novos conceitos de gestão ambiental procuram minimizar os efeitos decorrentes da fragmentação e do isolamento espacial das espécies. O aumento da conectividade através de corredores ecológicos entre unidades de conservação e até mesmo entre os fragmentos mais bem conservados é apontado por muitos pesquisadores como uma das formas mais eficazes de promover a manutenção dos remanescentes florestais - a longo prazo - e até mesmo promover a recuperação funcional de determinadas unidades ecológicas atualmente ilhadas. A atual geração de pesquisadores e gestores públicos está diante do problema do controle dos processos que desencadeiam a fragmentação florestal. Portanto, é urgente a necessidade de entender todas as consequências associadas ao processo de fragmentação florestal e, ao mesmo tempo, descobrir os efeitos inibidores deste complexo fenômeno que possui raízes físicas, naturais e sociais. O objetivo central da tese é, a partir de elementos da História das Mentalidades e da Teoria da Decisão, construir cenários de pressão antrópica sobre os remanescentes florestais e propor um programa possível de intervenção econômica, jurídica e política, denominado no presente estudo como bolsa floresta, capaz de aliviar o atual processo de fragmentação florestal. / The Municipalities Quality Green Index IQM-Verde (in Portuguese) was developed after five years of work. The study sighted to portray the characteristics of rainforest fragmentation. As an element to support the environmental management planning, the project identified priority corridors to link forest fragments. The major contribution of the work, under the conceptual point of view, was to reorient the debate about forest fragmentation in the State of Rio de Janeiro. The IQM - Green project presented, exhaustively, places where there were losses and gains in stocks with arboreal vegetation, calculated by municipalities, watersheds and protected areas. There are important issues that have been raised and are still waiting for better answers. One of them is trying to explain, based on landscape ecology, what are the mechanisms that facilitate or hinder the natural process of forest succession. The situation of forest succession is completely different from one region to another. In the Northwest of the State of Rio de Janeiro there are clear indications of shrinkage and fragmentation of remaining; on the other hand, the mountainous region of South State shows clear signs of recovery and reforestation. New concepts of environmental management intend to minimize the effects of fragmentation and spatial isolation of species. The increase of connectivity through corridors between protected areas and even among the most well preserved fragments is indicated by many researchers as one of the most effective ways to promote the maintenance of the remaining forest - in the long run - and even promote the functional recovery of some ecological units currently isolated. The current generation of researchers and public administrators is faced with the problem of control of the processes that lead to forest fragmentation. Therefore, there is an urgent need to understand all the consequences associated with forest fragmentation and, at the same time, discover the inhibitory effects of this complex phenomenon that has natural and social causes. The central objective of this thesis is, from the History of Mentalities elements and Decision Theory, building scenarios anthropogenic pressure on forest remnants and propose a possible program of economic intervention, legal and policy, called BolsaFloresta, able to relieve the current process of forest fragmentation.