A estrutura e a dinâmica da vegetação de uma floresta refletem a complexa interação entre eventos de distúrbios e processos de regeneração que atuam em múltiplas escalas temporais e espaciais. Compreender como esses processos ocorrem é de extrema importância para a conservação e o manejo das florestas. Os liquens são organismos sensíveis às mudanças ambientais, e constituem boas alternativas para o entendimento das alterações que ocorrem na floresta durante o processo de sucessão. O acesso a essas alterações pode ser feito tanto a partir da composição e riqueza de espécies dos liquens, como de atributos funcionais comuns entre diferentes espécies, abordagem que permite comparar comunidades com biogeografias distintas. Frente a isso, esta dissertação tem como objetivos principais (i) determinar os padrões estruturais da sucessão liquênica, quanto a composição, cobertura e riqueza de espécies, ao longo do gradiente de sucessão florestal, (ii) verificar a influência do ambiente e do espaço na variação das comunidades de liquens e as relações entre características ambientais dos estágios sucessionais com a composição e a taxa de substituição de espécies, (iii) determinar os padrões de organização funcional das comunidades de liquens durante a regeneração da floresta, (iv) verificar a diversidade funcional dessas comunidades e (v) verificar a possibilidade da utilização de atributos funcionais de liquens como indicadores dos estágios de sucessão florestal. Um total de 188 táxons de liquens foram amostrados em 24 unidades amostrais, divididas em três estágios de sucessão (6-10; 12-20; e 40-60 anos de regeneração após o abandono). Os resultados corroboram a hipótese principal de que as comunidades de liquens se modificam tanto estrutural quanto funcionalmente, conforme a estrutura da floresta se altera ao longo do gradiente de sucessão. Há mudanças na composição, riqueza de espécies e quanto aos atributos funcionais, estes últimos relacionados ao tipo morfológico e a algumas estruturas reprodutivas. Além disso, os resultados indicam menor turnover de espécies dentro das unidades amostrais dos estágios avançados, uma taxa maior de diversidade beta entre unidades mais distintas ao longo do gradiente de sucessão florestal e maior explicação do ambiente na variação da composição. Comunidades de liquens em florestas tropicais respondem, portanto, às modificações resultantes da sucessão ecológica, e podem servir como uma ferramenta na caracterização de áreas em estágios de regeneração e/ou conservação distintos. Esses resultados reforçam a importância dos liquens como bioindicadores das condições florestais. / Vegetation structure and dynamics in a forest reflect the complex interaction between disturbance events and regeneration processes which may act in several scales, such as temporal and spatial. In order to improve forest conservation and management, it is extremely important to comprehend how these processes occur in nature. Lichens, which are sensitive to environmental changes, are good alternatives for the understanding of forest changes due to forest succession. These changes may be acessed from lichen composition and lichen species richness, as well as from lichen functional traits, which makes possible to compare communities with distinct biogeography. Therefore, this Master’s Thesis has as main objectives to (i) determine structural patterns of lichen succession, based on composition, cover and species richness along the forest succession gradient, (ii) verify environmental and spatial influence in lichen community variation and the relation among successional stages environmental characteristics with composition and species turnover rate, (iii) determine patterns of functional organization of lichen communities during forest regeneration, (iv) verify the functional diversity of these communities and (v) verify the possibilty of using lichens functional traits as indicators of forest succession stages. A total of 188 lichen taxa were sampled in 24 sampling sites, which were split into three succession stages (from 6-10; 12-20; and 40-60 years of regeneration after being abandoned). Results confirm the main hypothesis that lichen communities change as forest structure changes along the successional gradient, regarding their structure and also functionally. There are changes in composition, species richness and functional traits, these traits related to lichen growing forms and to some reproductive structures. Besides, results also indicate less species turnover in older sampling sites, a greater beta diversity rate among more distinct sampling sites along forest succession gradient and a higher environmental explanation in composition variation. Lichen communities in tropical forests are therefore showing changes due to forest succession and may be used as another tool in characterizing areas in distinct stages of regeneration and/or conservation. These results also reinforce the importance of using lichens as bioindicators of forest conditions.

A reprodução representa um dos aspectos mais importantes da biologia de uma espécie e a manutenção de populações viáveis dependem do seu sucesso. O sucesso alcançado pelos peixes em ambientes distintos deve-se à enorme gama de estratégias reprodutivas desenvolvidas pelo grupo. Nos ambientes aquáticos, a expressão da estratégia reprodutiva de uma espécie depende das interações entre fatores intrínsecos (fisiológicos, genéticos), e fatores extrínsecos como a qualidade do habitat, relações interespecíficas e também fatores físicos e regime de hidrológico. A teoria do “habitat template” propõe que a variabilidade temporal e espacial do habitat físico influencia na evolução da combinação do comportamento, fisiologia e características de história de vida das espécies. O habitat é o modelo contra o qual as pressões evolutivas dão forma à estratégia ecológica de uma espécie. Em contrapartida, as características históricas e filogenéticas limitariam algumas características específicas, independente do habitat. A teoria da história de vida lida com restrições entre variáveis demográficas e características associadas com reprodução e a maneira em que essas limitações, ou trade-offs, moldam as estratégias para lidar com diferentes tipos de ambiente. Sendo assim, o investimento em um atributo causaria a redução dos recursos disponíveis para investimento em outro. Trabalhos procurando vinculares os atributos biológicas de peixes as características ambientais do habitat em peixes propõem a existência de um gradiente entre três estratégias de história de vida em peixes de água doce: a oportunista, a de equilíbrio e a periódica. Contudo, é observado que espécies intimamente aparentadas podem exibir estratégias de história de vida diferentes ao passo que espécies distantes filogeneticamente podem convergir independentemente para estratégias semelhantes. Dentro deste contexto, o objetivo dessa dissertação é a abordagem das relações das estratégias de história de vida em relação à diferentes tipos de habitat em algumas espécies de peixes neotropicais. O primeiro capítulo trata das estratégias reprodutivas de espécies de Characidae em escala local com diferentes distribuições dentro de uma sub-bacia. Seria esperado encontrar diferenças nas estratégias reprodutivas das espécies que habitam ambientes que contrastam na magnitude das flutuações, com espécies de estratégia oportunista presentes a montante na bacia e espécies com estratégia periódica a jusante na bacia. O segundo capítulo analisa, em maior escala, as relações entre as estratégias de história de vida de peixes neotropicais da América do Sul e quatro tipos de habitat e a influência da taxonomia baseada em atributos morfológicos e reprodutivos das espécies. Se as características funcionais (um conjunto de atributos) dos organismos são previsíveis a partir características ambientais então seria esperado encontrar uma convergência desses atributos em organismos habitando o mesmo ambiente. Esse tipo de estudo é importante na busca de padrões de distribuição e na compreensão de quais características fisiológicas permitem as espécies permanecerem em um determinado ambiente ou que colonizem um novo. Esse conhecimento também é importante no manejo da pesca e na conservação dos estoques de peixes e espécies ameaçadas. A utilização de atributos funcionais permite a comparação entre áreas distantes geograficamente e entre espécies filogeneticamente distantes e auxilia na busca de padrões evolutivos. Os resultados sugerem a conservação de alguns atributos dentro de grupos taxonômicos menores, sendo possível observar uma maior afinidade de algumas famílias com alguma das estratégias de história de vida. Também é possível perceber que existe um continuum de espécies entre as estratégias, mostrando que alguns atributos são mais versáteis que outros e podem sofrer maior variação entre populações do que entre espécies. Quando se leva em consideração a diversidade de espécies de peixes neotropicais, ainda são poucos os estudos sobre informações básicas da biologia desses organismos, sendo que maior a representatividade dos estudos concentra-se em alguns grupos taxonômicos. As descrições parciais e a caracterização de forma imprecisa das características reprodutivas entre os trabalhos dificultam a sua utilização em futuros estudos. / Reproduction represents one of the most important aspects of species biology, because the maintenance of viable populations depends on its success. The success achieved by fishes in different environments is partially related to the diverse reproductive strategies developed by this group. In aquatic environments, the expression of the reproductive strategy of a species depends upon the interactions between intrinsic factors (physiological) and extrinsic factors such as the habitat quality, interspecific relationships, physical factors and hydrological regime. The habitat template theory proposes that the temporal and spatial variability of the physical habitat influences evolution of the combination of behavior, physiology and life history characteristics of species. The habitat is the model against which the evolutionary pressures shape the ecological strategy of a species. In contrast, historical and phylogenetic traits limit some specific characteristics regardless of habitat type. Life-history theory deals with constraints among demographic variables and traits associated with reproduction and the way these constraints, or trade-offs, (i.e., investments in one trait leaving fewer resources available for investment in another), shape strategies for dealing with different kinds of environments. Studies seeking to link biological traits of fishes to environmental characteristics of habitat suggest the existence of a gradient between three primary strategies in freshwater fishes: opportunistic, equilibrium and periodic. However, it has been observed that closely related species exhibit different life-history strategies, while phylogenetically distant species converge independently to similar strategies. Within this context, the goal of this study is to address the relationship in life-history strategies of Neotropical freshwater fishes against different types of habitat. The first chapter deals with the reproductive strategies of Characidae species with different distributions within the basin at a local scale. The second chapter examines at a larger scale the relationships between life history strategies of neotropical fishes of South America and four habitat types and the influence of taxonomy based on morphological and reproductive traits of the species. If the functional characteristics (a set of traits) of organisms are predictable from environmental characteristics would be expected a convergence of these traits in organisms inhabiting the same environment. The second chapter analyses the relationships among life-history strategies of Neotropical fish at different types of habitat and the taxonomic influence using a trait-based approach across large spatial scale. This type of study is important in the search for patterns in distribution and understanding which characteristics allows species to remain in a particular environment or in the colonization of a new one. This knowledge is also important in fisheries management and stocks conservation and endangered species. The trait-based approach allows comparison among geographically distant areas and phylogenetically distant species and support research in evolutionary patterns. The results suggest conservation of some attributes within lower taxonomic groups and it is possible to observe a greater affinity with some families and life-history strategies. It is possible to notice that there is a continuum of species among the strategies showing that some attributes are more versatile than others and may experience greater variation between populations than between species. Taking into account the diversity of neotropical fish species, there are few studies on basic information about the biology of these organisms and the representativeness of the studies focus on a few taxonomic groups. The partial descriptions and imprecisely characterization of reproductive characteristics among studies difficult their use in future studies.

A organização espacial de uma cidade e a maneira como a infra-estrutura para atender as necessidades da população humana está disposta, impõe diferentes efeitos na estruturação de assembleias. Este estudo avaliou como as características de um ambiente urbano e as diferentes intensidades de urbanização atuam na estruturação da avifauna. Verificando as respostas relacionadas às métricas tradicionais como riqueza, abundância e composição taxonômica; além dos os efeitos da urbanização sobre a diversidade funcional (DF) e na composição funcional. A DF foi calculada a partir da entropia quadrática de Rao e os atributos funcionais utilizados para caracterizar as espécies foram os relacionados à massa, dieta, substrato de forrageamento e substrato de nidificação. A área urbana estuda é a cidade de Pelotas, extremo sul do Brasil e está inserida em uma área úmida do bioma Pampa. A amostragem das aves e a medida das variáveis urbanas (número de árvores, número de construções de até dois andares ou de mais de dois andares, presença de ambiente aquático e presença de ambiente aberto) foram realizadas em 216 pontos fixos de observação que foram marcados em diferentes intensidades de urbanização. O método utilizado para a amostragem das aves foi o ponto fixo de observação com raio de 50 m e um tempo de permanência de oito minutos. A distância entre um ponto e outro foi de 200 m a fim de evitar a autocorrelação espacial. Foi possível observar além de um gradiente de intensidade de urbanização um gradiente relacionado às áreas úmidas. O aumento da intensidade de urbanização diminuiu a riqueza, a abundância e a diversidade funcional. Porém, o gradiente relacionado às áreas úmidas não exerceu influência nestas variáveis. O aumento no número de construções diminuiu a riqueza e a abundância e o número de árvores e a presença de ambiente aquático e de ambiente aberto aumentaram a riqueza e a abundância. Foi possível observar que os atributos relacionados à áreas com urbanização mais intensa, com contruções de até dois andares e de mais de dois andares foram: preferência por forrageamento no ar, onivoria e ninhos em cavidades. Os atributos que são relacionados à áreas com menor intensidade de urbanização e com áreas úmidas foram: preferência de forrageamento na água e de ninhos sobre a água. Os atributos relacionados à menores intensidades de urbanização, com maior número de árvores e maior presença de ambientes abertos foram: preferência por ninhos em vegetação, em locais baixos e no solo e carnivoria. Neste estudo mostrou a importância de características que em geral não são citadas para outras áreas urbanas, como presença de ambientes abertos e de ambientes aquáticos, evidenciando que dependendo do pool regional de espécies, os habitat urbanos prioritários para medidas mitigadoras podem se modificar. / Spatial organization of a city and the way how infrastructure is organized to attend human population needs, imposes different effects on the organization of assemblies. This study evaluated how the characteristics of an urban environment and the different intensities of urbanization act in avifauna organization. We verified the responses related to traditional metrics, such as species richness, abundance and taxonomic composition, besides the effects of urbanization on functional diversity (FD) and on functional composition. FD was calculated from Rao‘s quadratic entropy and functional traits used to characterize the species were the ones related to mass, diet, foraging substrate and nesting substrate. The urban area studied was the city of Pelotas, southern Brazil, inserted in a humid area of the Pampa biome. Birds‘ sampling and collection of urban variables (number of trees, number of buildings up to two floors or of more than two floors, presence of aquatic environment and presence of open environment) were carried out in 216 fixed points of observation, placed at different urbanization intensities. We used the method of fixed points of observation to sample the birds, with radius of 50 m and eight minutes of observation. The distance between one point and other was of 200 m, in order to avoid spatial autocorrelation. It was possible to note not only a gradient of urbanization intensity, but also a gradient related to humid areas. The increase of urbanization intensity decreased species richness, abundance and functional diversity. However, the gradient related to the humid areas had no influence on these variables. The increase in number of buildings decreased species richness and abundance, while the number of trees, presence of aquatic environments and open environments increased species richness and abundance. It was possible to note that traits related to areas with more intense urbanization, with buildings up to two floors and with more than two floors were: preference to foraging in the air, omnivory and nests in cavities. Traits related to areas with lower urbanization intensity and with humid areas were: preference to foraging in the water and nests over the water. Traits related to lower intensities of urbanization, with lower number of trees and higher number of grasslands were: preference to nests in vegetation, in lower places and in the ground and carnivory. This study showed the importance of characteristics that are not usually mentioned to other urban areas, as the presence of open environments and aquatic environments, evidencing that depending on the regional species pool, the urban habitats for priority mitigation measures may change.

A expansão da floresta sobre o campo, a partir do estabelecimento de araucárias isoladas (nucleação), forma uma paisagem única no planalto sul-brasileiro, sendo que o uso de uma abordagem de metacomunidades pode auxiliar a compreender melhor esse processo. Existem quatro modelos de metacomunidades que explicam a relação entre comunidades locais: dinâmica de manchas, seleção de espécies, efeitos de massa e neutro. Esses modelos possuem diferentes premissas quanto aos processos de nicho e de dispersão que atuam na dinâmica da metacomunidade. No entanto, há uma lacuna entre a teoria e o teste desses modelos em estudos empíricos. Uma forma de testar mais claramente esses modelos é através de uma abordagem funcional. Nesse contexto, o objetivo do trabalho foi avaliar a importância (i) de atributos relacionados às estratégias de dispersão e de crescimento das espécies, (ii) da abundância das espécies no pool regional e (iii) do tamanho da mancha, na organização de comunidades de indivíduos lenhosos juvenis em áreas de nucleação florestal sobre o campo, a fim de compreender quais modelos de metacomunidades melhor explicam esse processo. Para tanto, calculamos o CWM (Community Weighted Mean) e índices de diversidade funcional, considerando a ocorrência (sesFD) e a abundância (sesFDis) das espécies, para tamanho da semente e área foliar específica (SLA), em manchas florestais de distintos tamanhos e na floresta contínua adjacente ao campo, e testamos se as áreas diferem entre si de acordo com o tipo de ambiente. Avaliamos ainda se a abundância relativa das espécies nas áreas de nucleação é determinada pela abundância das mesmas na floresta contínua, através do uso dos modelos de Community Assembly by Trait Selection (CATS). Os resultados foram então comparados com o esperado para cada modelo de metacomunidade. A maior parte dos sítios apresentou índices de diversidade funcional para SLA e tamanho da semente de acordo com o esperado ao acaso. As áreas não diferiram quanto ao CWM para SLA. No entanto, foram observadas diferenças quanto ao CWM para o tamanho da semente, com o favorecimento de espécies com sementes menores em áreas mais abertas, e espécies com sementes maiores em áreas mais sombreadas. De acordo com os modelos CATS, a abundância das espécies no pool regional foi mais importante do que os atributos para a determinação da abundância das mesmas nas comunidades locais. Concluiu-se que o modelo de metacomunidades que melhor explica o processo de nucleação florestal sobre o campo no planalto das araucárias é o modelo de efeitos de massa, o que ressalta a importância da dispersão para a estruturação das comunidades locais. Como a maior parte das espécies lenhosas existentes na área possui dispersão zoocórica, esse resultado indica que a preservação da fauna dispersora é fundamental para a dinâmica desse ecossistema. Com o uso de uma abordagem funcional, em conjunto com os modelos CATS, foi possível testar os quatro modelos de metacomunidades. Assim, o método proposto pode ser aplicado a outros sistemas naturais, auxiliando na compreensão do funcionamento de diferentes metacomunidades. / The forest expansion over the grassland, from the establishment of isolated Araucaria (nucleation) forms a unique landscape in south brazilian plateau, and the use of a metacommunity approach can help to better understand this process. There are four metacommunity models that explain the relationship between local communities: patch-dynamics, species-sorting, mass-effects and neutral. These models have different assumptions about niche processes and dispersion that act in metacommunities dynamics. However, there is a gap between theory and the test of these models in empirical studies. One way to test these models more clearly is through a functional approach. In this context, the objective of this study was to evaluate the importance of (i) attributes related to dispersion and growth species strategies, (ii) species abundance in the regional pool and (iii) patch size, on structuring communities of juvenile woody individuals in forest nucleation areas on the grassland in order to understand which metacommunity model explain this process. Therefore, we calculate the CWM (Community Weighted Mean) and functional diversity indices, considering species occurrence (sesFD) and abundance (sesFDis) for seed size and specific leaf area (SLA), in forest patches of different sizes and in adjacent continuous forest and tested if sites differ according to ambient. Further, we evaluated if species relative abundance in nucleation areas is determined by the abundance in the continuous forest, by the use of Community Assembly by Trait Selection (CATS) models. Then, we compared results with expected for each metacommunity model. Most of sites presented functional diversity values for SLA and seed size as expected by chance. Areas did not differ in CWM to SLA. However, we observed differences for CWM to seed size, favoring species with smaller seeds in more open areas, and species with larger seeds in more shaded areas. According to CATS models, species abundance in regional pool was more important than attributes to determine species abundance in local communities. We concluded that the metacommunity model that best explains forest nucleation on the grassland in Araucaria plateau is the mass-effects model, which emphasizes the importance of dispersion for structuring local communities. As most of existing woody species has zoochorous dispersion, this result indicates that preservation of disperser fauna is essential for ecosystem dynamic. By using a functional approach in combination with CATS models, it was possible to test the four metacommunity models. Thus, the method proposed in this work can be applied to other natural systems, helping understanding different metacommunities operation.

A estruturação de padrões e processos das comunidades vegetais ocorrem no espaço e no tempo e é mediada pelas adaptações das plantas (características das espécies) às condições bióticas e abióticas a que estão submetidas. Nesse sentido, este estudo usa a identidade das espécies e seus atributos na busca de padrões florístico-estruturais das comunidades e de padrões de convergência (TCAP) e divergência (TDAP) de atributos ao longo do gradiente sucessional. Comunidades espacialmente separadas e com diferentes idades de abandono (substituição espaço-tempo) foram demarcadas para a investigação destes padrões numa região de Mata Atlântica, no Rio Grande do Sul, Brasil. Informantes locais indicaram o histórico de uso do solo e o tempo de regeneração da floresta, o qual variou entre 6 e 45 anos e áreas de referência (sem indicativo de corte raso). O levantamento da vegetação arbórea (DAP !10cm) foi realizado em 28 parcelas constituídas de 3 sub-parcelas de 100m2 cada, compondo a matriz de cobertura das espécies em seus sítios. Variáveis locais de clima, solo e espaço foram levantadas, as quais, juntamente com o tempo de regeneração, compuseram matrizes de variáveis ambientais usadas para identificar a importância do ambiente e do tempo na estruturação das comunidades. De um pool de 96 espécies, aquelas 52 mais frequentes (! 8%) tiveram os seguintes atributos avaliados: conteúdo de nitrogênio (LNC) e fósforo foliar (LPC), a relação entre eles, conteúdo de massa seca da folha, área foliar (LA), a massa foliar por área (LMA), espessura foliar, forma da folha, sazonalidade foliar (SA), altura potencial máxima da espécie, altura máxima das espécies estimada em campo (Ac), densidade da madeira e capacidade de rebrote (Rb). Os resultados indicaram que o tempo de abandono (correlação= 0,38, p= 0,001) tem influência maior sobre a comunidade vegetal do que os outros conjuntos de variáveis ambientais consideradas. As áreas de referência apresentaram-se claramente distintas em relação à composição de espécies das áreas iniciais e intermediárias. Por outro lado, as análises de variância dos parâmetros estruturais indicaram um aumento significativo da cobertura do estrato arbóreo, das alturas máximas e mínimas e da estratificação da floresta (variância da altura do dossel), já a partir 26 anos após o abandono, assemelhando-se às áreas de referência. Na análise funcional das comunidades, os atributos que maximizaram os padrões de convergência ao longo do gradiente foram: LNC, LPC, LMA, Ac and Rb ("(TE) = 0,44, P= 0,01); e aqueles que maximizaram a divergência foram: LA, LNC, Ac, Rb, SA ("(XE.T)= 0,378; P=0,007). Análises exploratórias indicaram a ocorrência de espécies arbóreas mais altas e perenifólias nas florestas avançadas, em contraste às pioneiras de crescimento rápido, com capacidade de rebrotar e sobreviver após distúrbios antrópicos, ocorrendo nos estágios iniciais. A diversidade funcional aumenta com a maturação da floresta. Todavia, os valores elevados encontrados nos estágios intermediários indicam a coocorrência de espécies de etapas iniciais e finais da sucessão nesta fase. Podemos concluir que a estrutura das florestas secundárias nessa região, assim como sua diversidade funcional, começam a adquirir valores semelhantes aos de florestas em estágio avançado de sucessão a partir dos 26 anos, no entanto a composição destas ainda permanece muito distinta. / The structuring of plant communities patterns and processes occur in time and space and are mediated by plant adaptations (species traits) to biotic and abiotic conditions to which they are subjected. This study looks for structural and floristic community patterns through the use of species identity, as well as for traits convergence (TCAP) and divergence (TDAP) assembly patterns in relation to the successional gradient. Spatially separated communities of different ages since abandonment (space-for-time substitution) were demarcated for the investigation of these patterns in the Atlantic Forest, Rio Grande do Sul state, southern Brazil. Local informants indicated the land use history and time of forest regeneration, which ranged between 6 and 45 years, and reference areas (without signal of clear-cut). The trees (DBH ! 10 cm) were surveyed in 28 plots consisting of three 100 m2 sub-plots, composing the species abundance per sites matrix. Abiotic variables of local climate, soil and space have been collected, and were considered as environmental variables, together with the regeneration time in the analysis of community structure. From a pool of 96 species, the 52 most frequent (! 8%) were evaluated for the following attributes: leaf nitrogen (LNC) and phosphorus (LPC) content, the relationship among them, leaf dry matter content, leaf area (LA), leaf mass per area (LMA), leaf thickness, leaf shape, leaf seasonality (SA), maximum potential height, estimated maximum in the field (Ac), wood density and resprouting ability (Rb). The results indicated that the time of abandonment (correlation =0.38, p = 0.001) have greater influence on plant community than the others sets of environmental variables. Reference sites are clearly distinct in species composition from the initial and intermediate areas. Moreover, analysis of variance of the structural parameters indicated a significant increase in tree cover, in the maximum and minimum heights, and in the forest stratification (canopy height variance) along the succession time. Sites with 26 years after abandonment are already similar to the reference areas for such parameters. In the functional analysis of the communities, the traits that maximized convergence assembly patterns along the gradient were: LNC, LPC, LMA, Ac and Rb (! (TE) = 0.44, P = 0.01) and those that maximized divergence were: LA, LNC, Ac, Rb, SA (! (XE.T) =0.378, P = 0.007). Exploratory analysis indicated the occurrence of taller evergreen trees species at the reference sites, in contrast to the fast growth pioneer species, able to resprout and survive after human disturbances, occurring in the early stages. The functional diversity increases with the maturation of the forest. However, the high values found in the intermediate stages indicate the co-occurrence of early- and late-successional species in this phase. We can conclude that the structure and the functional diversity of secondary forests in this region begin to be similar to forests in advanced stages of succession from 26 years, however the species composition of which still remains very distinct.

Ecólogos de comunidades têm como um dos principais objetivos identificar padrões de abundância e distribuição de espécies ao longo das regiões e ambientes, e inferir sobre os processos norteadores desses padrões. Para tanto, duas linhas teóricas complementares são principalmente utilizadas: limitação de similaridade e filtros ambientais. Enquanto a primeira prediz que as espécies dentro de uma comunidade devem ser distintas nas suas características como resultado da competição (divergência), a segunda espera uma alta similaridade entre espécies coexistentes (convergência), uma vez que elas são filtradas sob certas condições ambientais. Estudos sobre diversidade funcional podem nos dar uma ideia da proporção de divergência e convergência na estruturação das comunidades, enquanto a composição funcional pode indicar a direção das respostas funcionais aos filtros ambientais. Ambientes campestres predominantemente cobrem o bioma Pampa, no sul do Brasil, e nesta região as florestas são restritas a zonas ribeirinhas e a pequenas encostas. As inundações são uma pressão comum em matas ribeirinhas, mas dadas as condições da região elas também são vulneráveis à dessecação por evapotranspiração e ventos. Em contraste, as florestas de encosta são mais sombreadas e úmidas. No presente trabalho, temos como objetivo principal caracterizar a diversidade e composição funcional destes ambientes florestais. Esperamos encontrar padrões de convergência para os atributos de florestas ciliares, devido às condições ambientais mais severas. Estabelecemos 18 unidades amostrais de 250 x 10 m em três regiões do Pampa, nove para cada tipo de floresta. Todas as árvores com pelo menos 5 cm de DAP (diâmetro à altura do peito) foram medidas. As regiões representam um gradiente de precipitação e temperatura. Seis atributos funcionais das espécies arbóreas foram avaliados: área foliar, área foliar específica (SLA), conteúdo de matéria seca foliar (LDMC), altura máxima, síndrome de dispersão e tamanho do fruto. Índices de diversidade funcional e seus tamanhos de efeito padronizados (SES - standardized effect size) dada a riqueza local de espécies foram estimados para cada região e tipo florestal. A composição funcional foi analisada através de média dos atributos funcionais ponderada pelas abundâncias nas comunidades (CWM), com posterior análise de variância para verificar diferenças entre as florestas e regiões. Os valores de CWM de área foliar e proporção de zoocoria foram menores nas florestas ribeirinhas de todas as regiões, enquanto o tamanho do fruto, SLA e LDMC só foram influenciados pelo fator região, sendo a SLA menor na região de menor precipitação e temperatura médias anuais. Altura máxima média das comunidades diferiu tanto conforme o tipo de floresta (maior na encosta) quanto à região (maior na região com condições climáticas mais favoráveis). Os valores do SES para riqueza funcional e dispersão funcional não demostraram padrões de divergência ou convergência significativos. Apenas a riqueza funcional para altura e tamanho de fruto foi distinta de acordo com o ambiente e a região das florestas avaliadas. Os resultados deste trabalho, ao contrário do esperado, demonstram não haver padrões de divergência e/ou convergência funcional para as florestas do Pampa, em termos do ambiente em que ocorrem (ciliar ou encosta) ou mesmo região. Contudo, a composição funcional variou tanto em relação ao ambiente quanto à região. Isso pode indicar uma seleção de espécies com distintas estratégias adaptativas de acordo com as diferentes influências ambientais em escala local e regional. / Community ecologists aim at identifying patterns of species abundance and distribution along regions and environments, inferring on their main driver processes. Two complementary approaches rule community assembly: limiting similarity and environmental filters. While the first predicts that species within a community should be distinct in traits to avoid competition (divergence), the second expects a high similarity between co-occurring species (convergence), since they are filtered out to occur under certain environmental conditions. Functional diversity can give us an idea of the proportion of divergence and convergence in the structure of communities, while the functional composition might indicate the direction of trait responses to the environmental filters. Grasslands predominantly cover the southern Brazilian Pampa, and the forests are restricted to riparian zones and hillslopes. Flooding is a common pressure on riparian forests, but given the environmental conditions of the region they are also vulnerable to desiccation by evapotranspiration and winds. In contrast, slope forests are more shaded and humid. We aimed at characterizing functional diversity and composition of these forest environments. We expected trait convergence for riparian forests because of the harsher environmental conditions. We established 18 sampling units of 250 x 10 m in three regions of the Pampa, nine for each forest type. All trees with at least 5cm DBH were measured. The regions represent a gradient in precipitation and temperature. Six functional traits of the tree species were assessed: leaf area, specific leaf area (SLA), leaf dry matter content (LDMC), plant height, dispersal mode, and fruit size. Functional diversity indices and their standardized effect size (SES), considering the local species richness, were estimated for each region and forest. Functional composition was analyzed through community-weighted mean of traits (CWM), with further analysis of variance to verify differences between forests and regions. CWM of leaf area and zoochory were lower in riparian forests of all regions, while fruit size, SLA and LDMC were only influenced by the region. SLA was lower in the region with lower annual mean precipitation and temperature. Maximum height shows response for the type of forest (higher CWM in hillslope forests) and region (higher in the region under more favorable climatic conditions). SES of functional richness and dispersion did not show a recurrent pattern of significant divergence or convergence related to the factors. The results of SES, contrary to our expectation, are not indicating any patterns of trait divergence and/or convergence for the forests. Only the functional richness of height and fruit size differed according to the habitat and the region of the studied forests. However, both forest environments and regions differed in terms of functional composition, indicating the assembling of species with distinct adaptive strategies in relation to different environment influences for local and regional scale.

Os Campos Sulinos são ecossistemas típicos da região sul do Brasil, ocorrendo no bioma Pampa e no bioma Mata Atlântica, e possuem alta riqueza florística e estrutura únicas. A dinâmica dos campos está associada à ocorrência de distúrbios naturais, como o pastejo e as queimadas, que possibilitam a renovação dos processos sucessionais, impedindo que poucas espécies dominem a comunidade. O pastejo atua como filtro ambiental selecionando espécies com determinados atributos, resultando na organização das comunidades. Nesse estudo, utilizamos dados de atributos da vegetação campestre nos biomas Pampa e Mata Atlântica, no Sul do Brasil para compreender os efeitos de diferentes intensidades de pastejo sobre os padrões e variações funcionais das comunidades vegetais. Avaliamos a variação intra-específica de atributos foliares das espécies dominantes de cada sítio e classificamos as espécies de acordo com a classificação C-S-R. Avaliamos também a variação na diversidade funcional de atributos da vegetação campestre. Observamos um padrão de variação ao longo do gradiente de pastejo, em que a exclusão de pastejo tende a selecionar indivíduos com menor SLA, e maior LA e FT Os resultados da classificação CSR mostraram uma predominância de espécies com estratégia de tolerância ao stress, enquanto espécies com características ruderais ou habilidades de competição não foram encontradas. Não houve diferença nas estratégias das plantas entre tratamentos ou entre os sítios do bioma Pampa e Mata Atlântica. As comunidades de plantas campestres diferiram entre os sítios dos biomas Pampa e Mata Atlântica quanto à sua composição de espécies. Também encontramos maior diversidade funcional nos sítios do bioma Pampa. Encontramos padrão de convergência de atributos em relação ao gradiente, em que as áreas de exclusão apresentam mais espécies perenes e entouceiradas, e menos espécies rizomatosas. Assim, confirmamos que diferentes intensidades de pastejo promovem uma resposta funcional que é muito variável, e dependente do atributo e da espécie em questão. Esse padrão de convergência encontrado pode ser causado por processos evolutivos, indicando que tanto filtros bióticos como abióticos estão atuando sobre a estrutura das comunidades. / Campos Sulinos are ecosystems typical of southern Brazil, occurring in Pampa and Atlantic Forest biomes, and hold high species richness and unique structure. Grassland dynamics are associated with the occurrence of natural disturbances such as grazing and burning, which allow the renewal of successional processes, preventing a few species dominate the community. Grazing acts as an environmental filter by selecting species with certain traits, resulting in the community assembly. In this study, we used functional traits of grassland vegetation of biomes Pampa and Atlantic Forest in southern Brazil to understand the effects of different grazing intensities on the patterns and functional changes in plant communities. We evaluated the intra-specific variation of leaf traits of the dominant species for each site and classified the species according to the C-S-R scheme. We also evaluated the changes in functional diversity of plant traits. We observed a pattern of variation along the grazing gradient, in which the grazing exclusion tends to select individuals with lower SLA and greater LA and FT CSR classification showed a predominance of species with stress-tolerance strategy, while species with ruderal characteristics or competition abilities were not found. There was no difference in the strategies of the plants between treatments or between sites in Pampa and Atlantic Forest biomes. The grassland communities differed in species composition between the sites of Pampa and Atlantic Forest biomes. We also found higher functional diversity in the Pampa biome sites. Found patterns of trait convergence along the gradient, where exclusion areas have more perennial and tussock species and less rhizomatous species. Thus, we confirm that different grazing intensities promote a functional response that is highly variable and dependent on the trait and the species concerned. Evolutionary processes, indicating that both biotic filters as abiotic are acting on the structure of communities, may cause the pattern of convergence found.

O florestamento dos campos do sul da América do Sul incluindo os campos do Pampa estão mudando a paisagem local e levando a mudanças nas populações de aves. O conhecimento sobre o efeito do florestamento sobre a avifauna dos campos do sul da América do Sul é bastante limitado à riqueza e composição de espécies. Além de preencher lacunas considerando diferentes índices para avaliar respostas das comunidades de aves ao florestamento dos campos (Capítulos 2 e 3), nesta tese nós também avaliamos se Áreas de Preservação Permanente localizadas dentro de plantações de eucalipto são funcionais para a avifauna local, fazendo uma comparação com áreas de campo pastejado (Capítulo 1). No capítulo 1 nós registramos uma diferença na composição de espécies entre as áreas devido principalmente às mudanças na altura e densidade da vegetação. Nos capítulos 2 e 3 nós avaliamos diferentes componentes da diversidade (taxonômica, filogenética e funcional) considerando possíveis efeitos do florestamento dos campos sobre estes Nossos resultados demonstram respostas diferenciadas entre os componentes, enquanto o florestamento leva a uma redução na diversidade taxonômica, diversidade filogenética e funcional não demonstram respostas negativas. No capítulo 2 no entanto, nós observamos que o florestamento dos campos conduz a uma perda de distintividade evolutiva, beneficiando desta forma linhagens que se diversificaram recentemente. No capítulo 3 apesar da redução na diversidade taxonômica não houve uma redução na diversidade funcional em áreas plantadas. Já a associação de alguns atributos funcionais com as áreas pós-corte, indica a plasticidade de algumas espécies que retornam para essas áreas logo após o corte dos plantios.De modo geral nossos resultados indicam que a manutenção de mosaicos de campo de diferentes alturas maximiza a biodiversidade local de aves e destaca a importância da proteção de áreas campestres. Além disso, vimos que considerar diferentes componentes da diversidade que incorporam informações sobre as espécies são importantes pois podem informar por exemplo, quantas extinções uma comunidade pode suportar até que funções importantes sejam perdidas, afetando assim a estabilidade dos ecossistemas. / The afforestation of southern grasslands of South America including the Pampa grasslands are changing the local landscape and leading to reduction of bird populations. Knowledge about the effect of afforestation on the avifauna of the southern South American grasslands is limited to richness and composition of species. In addition to filling gaps considering different indices to evaluate responses of the bird communities to the afforestation of the grasslands (Chapters 2 and 3), in this thesis we also evaluated whether Permanent Preservation Areas located within eucalyptus plantations are functional for the local avifauna, making a comparison with grazed grasslands areas (Chapter 1). In Chapter 1 we recorded a difference in species composition between areas due mainly to changes in height and density of vegetation. In chapters 2 and 3 we evaluated different components of diversity (taxonomic, phylogenetic, and functional), considering possible effects of grasslands afforestation on them. Our results demonstrate differentiated responses among components, while afforestation leads to a reduction in taxonomic diversity, phylogenetic and functional diversity do not demonstrate negative responses In chapter 2 however, we observe that grasslands afforestation leads to a loss of evolutionary distinctiveness, thus benefiting species that have diversified recently. In chapter 3, despite the reduction in taxonomic diversity, there was no reduction in functional diversity in planted areas. Furthermore, the association of some functional traits with the post-cut areas indicates the plasticity of some species that return to these areas soon after cut the plantations. In general our results indicate that the maintenance of grasslands mosaics of different heights maximize the local biodiversity of birds and highlight the importance of the protection of grasslands areas. In addition, we have seen that considering different components of diversity that incorporate information on species is important because they can tell, for example, how many extinctions a community can support until important functions are lost.

A expansão da fronteira agrícola leva à perda e à fragmentação do habitat natural, sendo estas as principais causas da perda de biodiversidade e de suas funções ecossistêmicas. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar de que maneira as modificações na paisagem e na complexidade estrutural da vegetação se relacionam à diversidade funcional (DF) de aves em paisagens agrícolas. Foram realizados levantamentos em 20 fragmentos de floresta secundária, utilizando-se o método de ponto de escuta, totalizando 95 pontos amostrados por 10 minutos cada em três campanhas mensais. Foi calculada a riqueza funcional (FRic) das assembleias e a abundância de 14 grupos funcionais (GF), as quais por sua vez foram relacionadas à quatro atributos de estrutura e dinâmica da paisagem (conectividade, área total, proporção de área core e idade dos fragmentos) que compõem a abordagem de Potencial de Prestação de Serviços Ecossistêmicos (PPSE) proposta por Ferraz et al. (2014) para atribuir valores desse potencial a fragmentos em paisagens agrícolas. A FRic e abundância de GF foram relacionadas também à complexidade estrutural dos fragmentos (CEF), aqui estimada através da riqueza, densidade e área basal de indivíduos arbóreos registrados em parcelas de 900m2 em 12 dos 20 fragmentos estudados. Tais parâmetros de CEF foram submetidos a uma Análise de Componentes Principais (PCA), a partir da qual foram utilizadas as quatro primeiras componentes para as análises. As relações entre a DF de aves e atributos da paisagem e de CEF foram avaliadas por meio da seleção de Modelos Lineares Generalizados (GLM) e Modelos Aditivos Generalizados (GAM), utilizando-se para tal o Critério de Informação de Akaike corrigido para pequenas amostras (AICc), onde modelos com ΔAICc 0,1 foram considerados os mais plausíveis. FRic relacionou-se positivamente e de modo não linear à combinação de área e conectividade, onde fragmentos com tamanhos inferiores a 60-70 hectares e com distâncias superiores a 170 metros tiveram grande redução em seus valores. A presença de um sub-bosque desenvolvido também foi um fator importante para a promoção de uma maior FRic. GFs responderam diferentemente aos atributos de paisagem e de CEF, sendo que grupos de nectarívoros, granívoros, frugívoros e onívoros tolerantes à perturbação apresentaram, em sua maioria, relação negativa, enquanto frugívoros e insetívoros menos tolerantes e associados a microhabitats específicos responderam positivamente. Ainda, a maior parte dos GFs responderam à CEF e não aos atributos de paisagem, mostrando que parâmetros mais específicos das assembleias devem ser avaliados em uma escala ambiental também mais refinada. Tais resultados podem servir como diretrizes em políticas públicas para a manutenção de paisagens agrícolas funcionalmente diversas no que diz respeito às funções promovidas pela avifauna. Além disso, sugere-se que a abordagem de PPSE considere apenas área total e conectividade para ser utilizada também como um indicador da DF de aves em paisagens agrícolas. / The expansion of agricultural frontier leads to fragmentation and habitat loss, which are the main causes of biodiversity loss and its ecosystem functions. Therefore, the main goal of this work was evaluate how changes in landscape attributes and structural compexity of vegetation promoted by this expansion affect functional diversity (DF) of birds in agricultural landscapes. For this, surveys were carried out on 20 fragments of secondary forest, using the point-count method, totaling 95 points sampled for 10 minutes each in three monthly visits. Functional Richness (FRic) of recorded assemblages and the abundance of 14 functional groups (GF) were calculated, which in turn were related to four attributes of landscape structure and dynamics (connectivity, total area, core area ratio and age of fragments) that compose the Ecosystem Services Provisioning Potential (PPSE) approach proposed by Ferraz et al. (2014) to attribute values of this potential to fragments immersed in agricultural landscapes. In addition to these attributes, Fric and abundance of GF were also related to the structural complexity of the fragments (CEF), estimated here by richness, density and basal area of arboreal individuals recorded in 900m2 plots in 12 of the 20 fragments studied. These CEF parameters were summarized in a Principal Component Analysis (PCA), from which the first four components were used in analysis. The relationship between the DF of birds and landscape and CEF attributes were evaluated through Generalized Linear Models (GLM) and Generalized Admixtive Models (GAM) models\' selection, using Akaike Information Criterion corrected for small samples (AICc), where models with ΔAICc 0.1 were considered the most plausible. FRic was positively and non-linearly related to the combination of area and connectivity, where fragments smaller than 60-70 hectares and distances greater than 170 meters had a great reduction in its values. A well-developed understory was also an important factor in achieving greater values of FRic. GFs responded differently to landscape and CEF attributes, with groups of nectarivores, granivores, frugivores and omnivores tolerant to the disturbance presenting a negative relationship, whereas frugivores and insectivores less tolerant and associated to specific microhabitats responded positively. Nevertheless, most GFs responded to CEF rather than landscape attributes, showing that more specific parameters of assemblages should be evaluated on a more refined environmental scale. Such results can serve as guidelines in public policies for the maintenance of functionally diverse agricultural landscapes with respect to the functions promoted by avifauna. In addition, it is proposed that the PPSE approach consider only total area and connectivity to be used as an indicator of birds\' DF in agricultural landscapes.

Dans les prairies subalpines, l’abandon de certaines pratiques agricoles (fertilisation, fauche ou pâturage) ou à l’inverse, leurs intensifications entrainent une altération de la diversité fonctionnelle et spécifique des végétaux, de l’activité microbienne du sol ainsi que de la disponibilité de l’azote du sol et des processus de transformation de l’azote. L’hypothèse émise concerne les changements dans la distribution de la dominance des traits de plantes qui agiraient comme un déterminant important sur la productivité des plantes, la diversité fonctionnelle des micro-organismes du sol et sur les mécanismes des cycles de l’azote (N) et du carbone (C). Les hypothèses testées sont que : (i) l’augmentation de la dominance des traits liés aux stratégies conservatives et exploitatives promeut les espèces bactériennes K et r sélectionnées ; et (ii) ces interactions plantes-micro-organismes établiront les rythmes des cycles de l’N et du C et donc les services écologiques associés. L’approche originale de ce projet consiste en une étude de quatre espèces que l’on retrouve sur les prairies typique des bassins versant agricoles subalpins: deux espèces de monocotylédone et deux espèces dicotylédones, avec une espèce à stratégie conservative et une espèce à stratégie exploitative pour chacun des groupes. Ces plantes seront cultivées avec un sol pauvre en nutriment qui subira ou non un traitement de fertilisation ; ce qui permettra un contrôle de la disponibilité en N du sol. En parallèle, l’étude d’un mésocosme contenant un sol inoculé sera effectuée avec pour objectif de préciser le rôle des micro-organismes dans les mécanismes de rétroaction entre le sol et les plantes. Dans le cadre du projet (VITAL, EU Biodiversa) dans laquelle entre cette étude, ces mêmes espèces seront cultivées dans les Alpes autrichiennes et dans les prairies du Royaume-Unis. In subalpine grasslands, the neglect of some agricultural practices (fertilization, mowing or pasture) or on the contrary, their intensification involve a deterioration of the functional and specific diversity of plant, soil microbial diversity as well as soil nitrogen availability and nitrogen transformation processes. Our overarching hypothesis is that changes in the dominance distribution of plant traits will act as an important determinant of plant productivity, microbial functional diversity and carbon and nitrogen cycling. The hypothesis tested are that: (i) increased dominance of traits linked to conservative or exploitative strategies promotes K and r-selected microbial species; and (ii) these plant-microbial linkages will determine carbon and nitrogen cycling rates, and hence the associated ecosystem services. The original approach of this project consists studying four species from the typical grasslands of subalpine agricultural mountainside basins: two grasses species and two forbs species, with conservative strategiy species and exploitative strategy species for each group. These plants will be cultivated with low nutrient soil which will undergo or not fertilization treatement to control soil nitrogen availability. In a parallel study, mesocoms containing an inoculated soil will be carried out to clarify the role of microbe in plant-soil feedback processes. Thanks to the EU framework of the project (VITAL, EU Biodiversa) in which enters this study, these same species will be cultivated in the Austrian Alps and the United Kingdom grasslands. / Plant communities are strongly linked with soil microbial communities through symbiotic or resource competitive interactions. Plant functional traits have been often used to study these relationships and have highlighted, for example, plant litter or root exudate effects on soil microbial communities. However, few studies have taken into account both leaf and root functional traits to elucidate plant-microbe relationships. My thesis work has focused on functional approach of aboveground and belowground plant traits and microbial functional parameters of nitrogen (N) cycle. My main objective was to understand subtle mechanisms implied in plant-microbes relationships and their impacts on ecosystem functioning. These researches have greatly benefited from experiments based on a gradient of nested scales ranging from individual to ecosystem, with an intermediary step using artificial plant communities in controlled conditions. Methodologies varied from isotope labeling of nitrogen fluxes to enzymatic activities and abundances of key microbial genes of N cycling. I have shown close relationships between plant functional traits and microbial functional parameters. I found that root functional traits were the plant functional traits to be principally implied in relationships with microbial communities related to N cycling, particularly those related to denitrifying activities. I have also shown that ecosystem functioning is the result of the influence of plant and microbial interactions, and that the influence of one or the other was modulated by soil nutrient availability. Finally, my results suggest that responses of plant species to nutrient availability, in turn influence microbial communities related to N cycling to favor either recycling or retention of nitrogen nutrients.