Esse estudo analisou a dinâmica da produção de alimentos no estado do Rio Grande do Sul e suas consequências para as alterações nas áreas de pastagens naturais no Bioma Pampa. Para tanto, foram analisadas as mudanças no uso da terra nos municípios conforme os Censos Agropecuários de 1975, 1985, 1995/1996 e 2006 e da produção de alimentos de acordo com os relatórios de produção agrícola e pecuária municipais do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). Para analisar as variações na área das culturas e quantidade produzida foi calculado um índice de crescimento relativo. Os municípios foram ordenados conforme a área das categorias em seu território e sua localização por Escalonamento Multidimensional Não Métrico (NMDS). A influência do bioma sobre o uso da terra foi analisada por ENVIFIT e a diferença entre as categorias por PERMANOVA, no software R. No Bioma Pampa ocorreu um decréscimo de 26% nas pastagens naturais desde 1975, apresentando decréscimo de até 12.5%, entre 1975 e 1985. Destacam-se as taxas das lavouras e matas artificiais, em que para lavouras temporárias, apresentaram um crescimento considerável de 1985 para 2005. A influência do Bioma Pampa na composição das categorias de uso da terra manteve-se entre 14 e 15%, havendo diferença entre municípios localizados no Bioma Pampa em todos os anos analisados. Ao longo do tempo foi possível observar uma movimentação significativa das lavouras temporárias e das matas artificiais que principalmente entre 1995 e 2005 começam a integrar a paisagem do bioma. Para enfrentar o desafio de manter atividades agroecológicas em biomas ameaçados o Brasil deve investir em fiscalização, desenvolvendo sistemas de monitoramento capazes de detectar sutis alterações no uso da terra. Por outro lado, a produção de alimentos nesse estado apresentou crescimento na quantidade produzida. Foi observado um crescimento elevado na quantidade produzida de soja, sendo distribuição homogênea em todo o estado. O arroz apresentou redução na quantidade produzida no norte do estado e uma concentração expressiva nas regiões sul e fronteira oeste do estado. Os bovinos mantiveram seu rebanho estável com grande concentração na fronteira oeste. A silvicultura apresentou crescimento em praticamente todo estado, estando sua produção centrada na região sudeste do estado. As lavouras analisadas contribuíram para o PIB do estado e são capazes, hoje e no futuro, de suprir as demandas calóricas do Rio Grande do Sul em caso de necessidades, caso sejam mantidas as características atuais do agronegócio gaúcho. Dessas culturas, a soja foi a que mais disponibilizou calorias e retorno financeiro ao estado, sendo capaz de suprir a demanda local e oferecer excedentes para a exportação. Em todas as culturas, com exceção do milho, o aumento da quantidade de calorias disponibilizadas esteve relacionado ao aumento da área plantada, demandando maiores investimentos e incentivos ao incremento do rendimento das culturas. / This study analyzed the food production dynamics in the state of Rio Grande do Sul and its consequences for the changes in the natural grassland areas in the Pampa Biome. To this end, data for land use in the municipalities of Pampa Biome were collected from the Agricultural Censuses of 1975, 1985, 1995/1996 and 2006 as well as the food production data presented at the municipal agricultural and livestock reports published by the Brazilian Institute of Geography and Statistics (IBGE). To analyze the dynamics of the natural grasslands area of natural pastures, the micro-regions were compared every 10 years, the relative growth rate. The comparison between the municipalities was made by the adjusted mean the area allocated for the categories of land use. All municipalities were ranked as the area of the categories in its territory and its location by Multidimensional Scaling Not Metric (NMDS). The influence of the biome on land use was analyzed by ENVIFIT and the difference between the categories by PERMANOVA in Pampa Biome R. In software, there was a 26% decrease in natural pastures since 1975, presenting decrease of up to 12.5% between 1975 and 1985. Noteworthy are the rates of crops and artificial forest in which to temporary crops showed considerable growth from 1985 to 2005. The influence of the Pampa biome in the composition of land use categories remained between 14 and 15%, with significant differences between municipalities in the Pampa biome in all the years analyzed. Over time, it observed a significant movement of temporary crops and artificial forests that mainly between 1995 and 2005 begin to integrate the biome landscape. To face the challenge of maintaining agro-ecological activities threatened biomes in Brazil should invest in surveillance, developing monitoring systems capable of detecting subtle changes in land use. Moreover, the production of food in this state showed an increase in the amount produced. High growth for soy produced, being homogeneously distributed across the state was observed. Rice declined on the amount produced in the northern state and a significant concentration in the south and west of the state border. Cattle kept its stable herd with great concentration on the western border. Forestry grew in almost every state, with its production centered in the southeastern region of the state. The crops analyzed contributed to the state's GDP and are able, today and in the future, to meet the caloric demands of Rio Grande do Sul in the event purposes, if the current features of the gaucho agribusiness are maintained. These crops, soybean was the one that provided calories and financial return to the state, being able to meet local demand and provide surplus for exports. In all crops, except corn, increasing the amount of calories available was related to the increased planted area, requiring greater investments and incentives to increase crop yields.

Diversos estudos teóricos, experimentais e observacionais têm demonstrado que as relações entre a biodiversidade e as funções ecossistêmicas (BEF) são determinadas pela estrutura funcional da comunidade (ou seja, pela distribuição dos atributos das suas espécies constituintes). Isso pode ocorrer por meio de dois mecanismos mutuamente não exclusivos: (1) a hipótese de dominância (também denominada de efeito de relação de massa), na qual os processos ecossistêmicos são influenciados pela média ponderada na comunidade de um dado atributo funcional (CWM) considerado relevante; (2) a hipótese de complementaridade, na qual a maior variabilidade de um atributo funcional na comunidade (FD) é uma expressão da complementariedade de nicho, o que beneficia o desempenho dos processos ecossistêmicos. Embora ambos os mecanismos já tenham sido amplamente estudados em comunidades de plantas em pequenas escalas espaciais, análises globais considerando distintos biomas ainda são necessárias. Neste estudo, a relação entre biodiversidade e funcionamento dos ecossistemas foi avaliada com base na integração entre uma base de dados global de parcelas de vegetação (sPlot), uma base de dados de atributos de espécies de plantas (TRY) e dados do Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI) obtidos por sensoriamento remoto. O objetivo foi verificar, simultaneamente, os efeitos de dominância e de complementaridade sobre a produção de biomassa vegetal em ecossistemas campestres em todo o mundo. Os dados sobre a estrutura funcional das comunidades (CWM e FD) foram obtidos a partir da base de dados sPLOT e TRY, utilizando para isso atributos funcionais de plantas ecologicamente relevantes. O NDVI, considerado como aproximação da produtividade da vegetação, representa uma medida do funcionamento do ecossistema e foi obtido a partir do produto MOD13Q do sensor MODIS, com resolução espacial de 250m. Para garantir que as medidas de NDVI fossem derivadas apenas de ecossistemas campestres, sem a interferência de outras fisionomias vegetais, foram descartadas as parcelas do sPlot com presença de paisagens heterogêneas no seu entorno mediante consulta a um mapa global de cobertura e uso da terra (Globcover2009). Para quantificar os efeitos independentes da dominância e da complementariedade sobre as variações no NDVI , com controle das variáveis climáticas, foi utilizada uma análise de regressão múltipla do tipo commonality. Os resultados demonstraram que o principal preditor da variação no NDVI correspondeu a um conjunto de atributos funcionais das espécies dominantes relacionados com o espectro de economia da comunidade vegetal (atributos fast-slow), indicando a prevalência da hipótese de dominância (R2 ajustado = 0,65). Os efeitos evidentes da dominância e os efeitos potenciais da complementariedade são discutidos no contexto da sua relação com os fatores abióticos, sendo que a precipitação pluviométrica, em particular, parece ter maior influência tanto sobre a composição de atributos quanto sobre a produtividade. Apesar de algumas limitações metodológicas, a abordagem inovadora utilizada neste trabalho pode ajudar a esclarecer as relações entre biodiversidade e funções ecossistêmicas em escala global, dentro de uma perspectiva integradora e baseada em dados. / Theoretical, experimental and observational studies show that biodiversity ecosystem functioning (BEF) relationships are determined by functional community structure (i.e. trait distributions in a community) through two mutually non-exclusive mechanisms: (1) The dominance hypothesis (a.k.a. mass ratio effect) links ecosystem processes to the community weighted mean (CWM) of a relevant effect trait. (2) The complementarity hypothesis states that higher variability of a trait value within a community (FD) reflects niche complementarity enhancing ecosystem processes. While both mechanisms have been extensively studied in plant communities at small spatial scales, there is a need for global analyses across biomes. Here, a data driven approach to the BEF question is presented integrating a global vegetation plot database with a trait database and remotely sensed NDVI. The objective of this study was to simultaneously evaluate dominance and complementarity effects in grassland systems worldwide. Data on functional community structure (CWM and FD) were obtained from the global vegetation plot database sPlot in combination with the plant trait database TRY using 18 ecologically relevant plant traits. Ecosystem functioning at the selected sPlot sites (n = 2941) was measured as NDVI at a spatial resolution of 250m using the MODIS product MOD13Q (annual peak NDVI being a proxy of productivity). The landcover map Globcover2009 was used for characterization of landscape heterogeneity and landcover at each site, and plots in heterogeneous non-grassland pixels were discarded. Multiple regression commonality analysis was used to disentangle the contributions of complementarity and dominance effects to the variation in NDVI, while controlling for climate variables (adjusted R2 = 0.65). The results show that a plant community economics spectrum referring to the “fast-slow traits” of the dominant species in the community was the strongest predictor of the NDVI values in the grassland systems (dominance effect). Both, evident dominance and potential complementarity effects are discussed against the background of their interplay with abiotic factors and it is noted that especially precipitation seems to drive trait composition and productivity. Despite methodological shortcomings, the novel approach presented in this paper is considered a step towards a more integrative data-driven BEF debate at the global scale

Existe uma necessidade urgente em monitorar as respostas da biodiversidade e dos processos ecológicos a distúrbios e mudanças no uso da terra. Diversos estudos tem indicado que o uso da abordagem funcional da biodiversidade, baseada em atributos funcionais, facilita a compreensão sobre a organização dos organismos nas comunidades, da funcionalidade dos ecossistemas, e desta forma, auxilia na identificação das suas relações com fatores ambientais. No primeiro capítulo desta tese eu apresento o arcabouço teórico da ecologia funcional aplicada ao estudo dos invertebrados terrestres, e reviso o que são atributos funcionais, como usá-los na descrição e monitoramento das comunidades e o porquê, ressaltando a ligação dos invertebrados com processos ecológicos. Nos próximos capítulos eu apresento estudos experimentais avaliando as respostas funcionais de dois grupos de invertebrados - aranhas (Araneae) e tripes (Thysanoptera) - e de processos ecológicos influenciados por invertebrados (detritivoria e decomposição de serapilheira) ao distúrbio por fogo nos Campos Sulinos. As queimadas representam uma estratégia de manejo frequente nas pastagens naturais do RS, e carecem em estudos avaliando seus efeitos no ambiente, biodiversidade e processos. A investigação foi realizada com base em um experimento de queima controlada na Estação Agronômica da UFRGS, em Eldorado do Sul, RS. O design foi em blocos casualizados, com 14 parcelas experimentais de 10 x 10 m pareadas; sendo uma parcela de cada bloco queimada no final da primavera de 2009, e a outra, considerada como controle. Informações sobre invertebrados, processos ecológicos e propriedades abióticas do hábitat foram obtidas em todas parcelas antes do fogo (para a caracterização inicial), e 1 mês, 6-7 meses e 12 meses após o fogo. Para o estudo de caso com aranhas, eu classifiquei as comunidades em famílias, atributos de estratégias de caça e medi todos os indivíduos (1755) em atributos funcionais morfológicos, sendo incorporada toda a variabilidade intra e interespecífica, e fenológica das comunidades. Por outro lado, no estudo de caso com tripes, descrevi atributos funcionais (hábitos alimentares, requerimentos de hábitat e atributos morfológicos) por espécie de tripes (48 spp.), assumindo que a variação nos atributos funcionais é sempre maior entre espécies do que dentro da mesma espécie. Nos dois estudos de caso, eu encontrei padrões indicativos de filtragem ambiental, ou seja, o fogo e/ou as mudanças no hábitat induzidas pelo fogo, parecem ter atuado como um filtro, selecionando organismos com determinado conjunto de atributos em detrimento de outros. Esses padrões foram dependentes do período após a queima considerado, por exemplo: um mês após o fogo aranhas construtoras de teias irregulares e tripes fungívoros foram prejudicados, enquanto que aranhas caçadoras da vegetação, com grandes quelíceras, tripes fitófagos e associados com gramíneas aumentaram suas proporções. Para aranhas ainda verifiquei convergência de atributos ao gradiente de biomassa induzido pelo fogo (filtragem ambiental), e divergência de atributos ao gradiente de heterogeneidade da vegetação, indicativo de limitação de similaridade (i.e. aumento da coexistência de organismos funcionalmente diferentes e diminuição de competição). Finalmente com relação aos processos ecológicos, encontrei correlações interessantes acerca de seus agentes modeladores, e.g. entre a atividade de detritivoria com a decomposição de serapilheira, e desta com a equidade da vegetação em campo não queimado. Também mostro que os processos são sensíveis, mas resilientes, ao distúrbio por fogo, seguindo a recuperação da estrutura de hábitat. Adicionalmente, eu incorporei à tese um capítulo sobre uma técnica para avaliar o processo de detritivoria, denominado bait-lamina test, o qual avalia diretamente as taxas de alimentação de invertebrados detritívoros do solo. Neste estudo pioneiro nos campos do RS, esclareço alguns aspectos metodológicos que possam constituir uma base para futuras pesquisas. Contudo, com esta tese espero estar contribuindo com o conhecimento sobre as respostas das comunidades de invertebrados e dos processos ecológicos ao distúrbio por fogo nos Campos Sulinos. Em geral, posso concluir que a abordagem funcional trouxe muitos benefícios ao monitoramento da biodiversidade, e que há elevada resiliência das assembléias de aranhas e tripes, e dos processos de detritivoria e decomposição às queimadas de pequena escala nos campos. / There is a huge need of monitoring the responses of biodiversity and ecological processes to disturbances and land use changes. Several studies have indicated that the functional approach of biodiversity, based on functional traits, facilitates the understanding of community assembly and ecosystem functionality, and thus assists on the identification of their relationships with environmental factors. In the first chapter of this Thesis I present the functional ecology theory applied to studies on terrestrial invertebrates, and I review what functional traits are, how to use them in community description and monitoring, and why, highlighting the connections between invertebrates and ecological processes. In the following chapters I present experimental studies evaluating the functional responses of two invertebrate groups- spiders (Araneae) and thrips (Thysanoptera) – and ecological processes influenced by invertebrates (detritivory and litter decay) to fire disturbance in Campos grasslands. Burning represents a common strategy for pasture management in Rio Grande do Sul State, and there is a lack of studies regarding their effects on the environment, biodiversity and processes. Our investigation was performed based in a burning experiment at Estação Agronômica of UFRGS, Eldorado do Sul, RS. The design was blocked, with 14 experimental paired plots of 10 x 10 m. One plot from each block was burned at the end of spring 2009, and the other is considered a control plot. Information concerning invertebrates, ecological processes and abiotic habitat proprieties were obtained from all plots before fire (initial characterization) and 1 month, 6-7 months and 12 months after fire. For the spider study case, I classified the organisms in families, feeding strategy traits, and measured all spider individuals (1755) thus incorporating all intra and interspecific variability of the communities. On the other hand, in the thrips study case I described functional traits (feeding habits, habitat requirements, and morphological traits) per species (48 spp.), assuming that the variation on functional traits should be higher between species than within species. In both cases, I found patterns indicating environmental filtering, which means that fire and/or the fire-induced habitat changes acted as a filter, sorting organisms with a determined group of traits instead of others. These patterns were dependent on the period after fire considered. For example, one month after fire irregular web spider builders and fungivorous thrips were more uncommon than expected, while vegetation hunter spiders, with large chelicerae, and leaf feeder thrips and thrips associated to grasses increased their proportions. For spiders we also verified a trait-convergence pattern along the plant biomass gradient induced by fire (environmental filtering), and trait-divergence pattern along the vegetation heterogeneity gradient indicating limiting similarity (i.e. increase in coexistence of functionally different organisms, and reduction of competition). Finally, regarding ecological processes, I found interesting correlations on their drivers, e.g. between detritivory and litter decay, and between these with plant evenness in unburned grasslands. Also, I show that ecological processes are sensitive but resilient to fire, following habitat structure recovery. Additionally, I incorporate to the Thesis a methodology chapter about the bait-lamina test, which evaluates the feeding rates of soil detritivore invertebrates directly. In this pioneer study, I clarify some methodological aspects of measuring invertebrate detritivory that could help future research. Nevertheless, with this Thesis I hope to contribute to the understanding of invertebrate community and ecological processes responses to fire disturbance in South Brazilian grasslands. Overall, I can conclude that a functional approach brings many benefits to biodiversity monitoring, and also that spiders and thrips communities, and detritivory and decomposition processes are very resilient to the change brought by small scale grassland burning.

Existe uma necessidade urgente em monitorar as respostas da biodiversidade e dos processos ecológicos a distúrbios e mudanças no uso da terra. Diversos estudos tem indicado que o uso da abordagem funcional da biodiversidade, baseada em atributos funcionais, facilita a compreensão sobre a organização dos organismos nas comunidades, da funcionalidade dos ecossistemas, e desta forma, auxilia na identificação das suas relações com fatores ambientais. No primeiro capítulo desta tese eu apresento o arcabouço teórico da ecologia funcional aplicada ao estudo dos invertebrados terrestres, e reviso o que são atributos funcionais, como usá-los na descrição e monitoramento das comunidades e o porquê, ressaltando a ligação dos invertebrados com processos ecológicos. Nos próximos capítulos eu apresento estudos experimentais avaliando as respostas funcionais de dois grupos de invertebrados - aranhas (Araneae) e tripes (Thysanoptera) - e de processos ecológicos influenciados por invertebrados (detritivoria e decomposição de serapilheira) ao distúrbio por fogo nos Campos Sulinos. As queimadas representam uma estratégia de manejo frequente nas pastagens naturais do RS, e carecem em estudos avaliando seus efeitos no ambiente, biodiversidade e processos. A investigação foi realizada com base em um experimento de queima controlada na Estação Agronômica da UFRGS, em Eldorado do Sul, RS. O design foi em blocos casualizados, com 14 parcelas experimentais de 10 x 10 m pareadas; sendo uma parcela de cada bloco queimada no final da primavera de 2009, e a outra, considerada como controle. Informações sobre invertebrados, processos ecológicos e propriedades abióticas do hábitat foram obtidas em todas parcelas antes do fogo (para a caracterização inicial), e 1 mês, 6-7 meses e 12 meses após o fogo. Para o estudo de caso com aranhas, eu classifiquei as comunidades em famílias, atributos de estratégias de caça e medi todos os indivíduos (1755) em atributos funcionais morfológicos, sendo incorporada toda a variabilidade intra e interespecífica, e fenológica das comunidades. Por outro lado, no estudo de caso com tripes, descrevi atributos funcionais (hábitos alimentares, requerimentos de hábitat e atributos morfológicos) por espécie de tripes (48 spp.), assumindo que a variação nos atributos funcionais é sempre maior entre espécies do que dentro da mesma espécie. Nos dois estudos de caso, eu encontrei padrões indicativos de filtragem ambiental, ou seja, o fogo e/ou as mudanças no hábitat induzidas pelo fogo, parecem ter atuado como um filtro, selecionando organismos com determinado conjunto de atributos em detrimento de outros. Esses padrões foram dependentes do período após a queima considerado, por exemplo: um mês após o fogo aranhas construtoras de teias irregulares e tripes fungívoros foram prejudicados, enquanto que aranhas caçadoras da vegetação, com grandes quelíceras, tripes fitófagos e associados com gramíneas aumentaram suas proporções. Para aranhas ainda verifiquei convergência de atributos ao gradiente de biomassa induzido pelo fogo (filtragem ambiental), e divergência de atributos ao gradiente de heterogeneidade da vegetação, indicativo de limitação de similaridade (i.e. aumento da coexistência de organismos funcionalmente diferentes e diminuição de competição). Finalmente com relação aos processos ecológicos, encontrei correlações interessantes acerca de seus agentes modeladores, e.g. entre a atividade de detritivoria com a decomposição de serapilheira, e desta com a equidade da vegetação em campo não queimado. Também mostro que os processos são sensíveis, mas resilientes, ao distúrbio por fogo, seguindo a recuperação da estrutura de hábitat. Adicionalmente, eu incorporei à tese um capítulo sobre uma técnica para avaliar o processo de detritivoria, denominado bait-lamina test, o qual avalia diretamente as taxas de alimentação de invertebrados detritívoros do solo. Neste estudo pioneiro nos campos do RS, esclareço alguns aspectos metodológicos que possam constituir uma base para futuras pesquisas. Contudo, com esta tese espero estar contribuindo com o conhecimento sobre as respostas das comunidades de invertebrados e dos processos ecológicos ao distúrbio por fogo nos Campos Sulinos. Em geral, posso concluir que a abordagem funcional trouxe muitos benefícios ao monitoramento da biodiversidade, e que há elevada resiliência das assembléias de aranhas e tripes, e dos processos de detritivoria e decomposição às queimadas de pequena escala nos campos. / There is a huge need of monitoring the responses of biodiversity and ecological processes to disturbances and land use changes. Several studies have indicated that the functional approach of biodiversity, based on functional traits, facilitates the understanding of community assembly and ecosystem functionality, and thus assists on the identification of their relationships with environmental factors. In the first chapter of this Thesis I present the functional ecology theory applied to studies on terrestrial invertebrates, and I review what functional traits are, how to use them in community description and monitoring, and why, highlighting the connections between invertebrates and ecological processes. In the following chapters I present experimental studies evaluating the functional responses of two invertebrate groups- spiders (Araneae) and thrips (Thysanoptera) – and ecological processes influenced by invertebrates (detritivory and litter decay) to fire disturbance in Campos grasslands. Burning represents a common strategy for pasture management in Rio Grande do Sul State, and there is a lack of studies regarding their effects on the environment, biodiversity and processes. Our investigation was performed based in a burning experiment at Estação Agronômica of UFRGS, Eldorado do Sul, RS. The design was blocked, with 14 experimental paired plots of 10 x 10 m. One plot from each block was burned at the end of spring 2009, and the other is considered a control plot. Information concerning invertebrates, ecological processes and abiotic habitat proprieties were obtained from all plots before fire (initial characterization) and 1 month, 6-7 months and 12 months after fire. For the spider study case, I classified the organisms in families, feeding strategy traits, and measured all spider individuals (1755) thus incorporating all intra and interspecific variability of the communities. On the other hand, in the thrips study case I described functional traits (feeding habits, habitat requirements, and morphological traits) per species (48 spp.), assuming that the variation on functional traits should be higher between species than within species. In both cases, I found patterns indicating environmental filtering, which means that fire and/or the fire-induced habitat changes acted as a filter, sorting organisms with a determined group of traits instead of others. These patterns were dependent on the period after fire considered. For example, one month after fire irregular web spider builders and fungivorous thrips were more uncommon than expected, while vegetation hunter spiders, with large chelicerae, and leaf feeder thrips and thrips associated to grasses increased their proportions. For spiders we also verified a trait-convergence pattern along the plant biomass gradient induced by fire (environmental filtering), and trait-divergence pattern along the vegetation heterogeneity gradient indicating limiting similarity (i.e. increase in coexistence of functionally different organisms, and reduction of competition). Finally, regarding ecological processes, I found interesting correlations on their drivers, e.g. between detritivory and litter decay, and between these with plant evenness in unburned grasslands. Also, I show that ecological processes are sensitive but resilient to fire, following habitat structure recovery. Additionally, I incorporate to the Thesis a methodology chapter about the bait-lamina test, which evaluates the feeding rates of soil detritivore invertebrates directly. In this pioneer study, I clarify some methodological aspects of measuring invertebrate detritivory that could help future research. Nevertheless, with this Thesis I hope to contribute to the understanding of invertebrate community and ecological processes responses to fire disturbance in South Brazilian grasslands. Overall, I can conclude that a functional approach brings many benefits to biodiversity monitoring, and also that spiders and thrips communities, and detritivory and decomposition processes are very resilient to the change brought by small scale grassland burning.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-07-05T19:32:09Z No. of bitstreams: 1 ludymilavianavaladarescruz.pdf: 3523641 bytes, checksum: 53cbc1cd3b45523b858cf731334bd681 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-08T15:00:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ludymilavianavaladarescruz.pdf: 3523641 bytes, checksum: 53cbc1cd3b45523b858cf731334bd681 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-08T15:00:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ludymilavianavaladarescruz.pdf: 3523641 bytes, checksum: 53cbc1cd3b45523b858cf731334bd681 (MD5) Previous issue date: 2017-03-03 / O Parque Estadual do Ibitipoca (PEIB), inserido na Serra da Mantiqueira, é a menor unidade de conservação do Estado de Minas Gerais com predomínio dos campos rupestres, sendo considerado uma área prioritária para conservação da flora do Estado. Durante a estação chuvosa, formam-se as áreas úmidas, campos úmidos e lagoa temporária, que compreendem uma flora singular, com espécies adaptadas aos solos ricos em matéria orgânica e com grande amplitude hídrica. O objetivo do presente trabalho foi conhecer a riqueza, diversidade, composição, estrutura e distribuição da vegetação associada às áreas úmidas do PEIB. Os resultados são apresentados em dois capítulos. Para o levantamento florístico foram realizadas expedições mensais de abril de 2015 a agosto de 2016. Foram encontradas 81 espécies nos campos úmidos, em sua maioria endêmicas do Brasil, incluídas em 55 gêneros e 21 famílias. Na lagoa temporária foram encontradas 27 espécies, grande parte com ampla distribuição geográfica, pertencentes a 23 gêneros e 11 famílias, sendo uma espécie nova para a ciência e considerada microendêmica. Em ambas as áreas a forma de vida predominante foi hemicriptófita. A composição florística mostrou uma grande importância para conservação com a presença de doze espécies endêmicas de Minas Gerais e cerca de 22% da riqueza específica presente em alguma categoria de ameaça de extinção. Para verificar a diversidade florística e compreender os padrões de distribuição da comunidade vegetal na lagoa temporária (Lagoa Seca) foram realizadas coletas fitossociológicas em novembro de 2015 e fevereiro, abril e junho de 2016. Foram amostrados 24 táxons: quatro briófitas e 20 angiospermas. As espécies anfíbias obtiveram maior predominância, seguida das emergentes. Juncus microcephalus (44,7) e Nymphoides indica (25,5) alcançaram os dois maiores VI’s na comunidade. A diversidade para a área de estudo como um todo foi considerada baixa (H’=1,83) em relação a outros estudos em áreas úmidas, enquanto a equitabilidade foi considerada alta (J=0,88). Não foi possível agrupar espécies preferenciais a ambientes úmidos ou ambientes secos, espacialmente e temporalmente. A umidade do solo medida não possui correlações significativas com as riquezas, sugerindo que a submersão das espécies tenha maior efeito como barreira de colonização. / The Parque Estadual do Ibitipoca (PEIB) is a smaller conservation unit in the state of Minas Gerais with campos rupestres as its main vegetation, being considered a priority area for conservation of the state's flora. Wetlands are formed during the rainy season, and are known as moist grasslands and seasonal pond, comprising a singular flora, with species adapted to organic matter richness of the soil and a great flooding amplitude. The main aim of the study was to know the richness, diversity, composition, structure and distribution of the vegetation of PEIB wetlands. The results are presented in two chapters. For the floristic survey, monthly expeditions were carried out from April 2015 to August 2016. At the moist grasslands were found 81 species, most endemics of Brazil, included in 55 genera and 21 families. At the Lagoa Seca 27 species were found, most with wild distribution, distributed in 23 genera and 11 families. In both wetlands, the hemicryptophytes were the most predominant Raunkiaer's life form. Floristics results showed a great importance for conservation with 22% of species in some threatness category, twelve species endemic to Minas Gerais state and a new Cyperaceae taxa. For the verification of the floristic diversity and for understanding the distribution patterns of plants community at the seasonal pond (Lagoa Seca) phytosociological collections were carried out in November 2015 and February, April and June 2016. Were found 24 species: 4 bryophytes and 20 angiosperms, with predominance of amphibian species, followed by the emergent ones. Juncus microcephalus (44.7) and Nymphoides indica (25.5) reached the two largest VI’s in the community. The values of diversity (H') did not vary temporally or spatially in the area. The diversity for the study area was considered low (H’= 1.83) in relation to other studies in wetlands, as equitability was considered high (J = 0.88). It has not been possible to observe a zonation of preferred species in wet or dry environments, both spatially and temporally. The measured soil moisture does not present a significant correlation with species richness, suggesting that the submersion could have a greater effect as a barrier of colonization.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-09-05T15:53:23Z No. of bitstreams: 1 juliagaiofurtadodemendonca.pdf: 4297836 bytes, checksum: 611aa9bbd15f00fc16fe7b8ca2925468 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-09-06T11:32:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 juliagaiofurtadodemendonca.pdf: 4297836 bytes, checksum: 611aa9bbd15f00fc16fe7b8ca2925468 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-06T11:32:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 juliagaiofurtadodemendonca.pdf: 4297836 bytes, checksum: 611aa9bbd15f00fc16fe7b8ca2925468 (MD5) Previous issue date: 2017-06-19 / O Parque Estadual da Serra do Papagaio (PESP), situado na porção Meridional da Serra da Mantiqueira, sul de Minas Gerais, representa uma grande extensão de formações vegetacionais altimontanas com altitudes que alcançam 2.350 m. O objetivo deste trabalho foi conhecer a composição florística dos campos de altitude do PESP, suas relações fitogeográficas com outras áreas campestres das regiões Sul e Sudeste do Brasil e analisar a estrutura da vegetação ao longo de um gradiente altitudinal. Expedições mensais de campo foram realizadas entre maio de 2015 e outubro de 2016 para coleta de material botânico e realização dos inventários fitossociológicos. Para avaliar a estrutura da vegetação foi utilizado o método de interceptação em linha, com alocação de nove áreas abrangendo três faixas altitudinais entre 1.650 m e 2.050 m. Para analisar as relações fitogeográficas foram selecionadas 14 localidades do Sul e Sudeste do país. Foram realizadas análises de similaridade quantitativas e qualitativas além do cálculo da diversidade para cada faixa altitudinal para avaliar a formação de grupos relacionados à altitude. O primeiro capítulo traz a composição florística dos campos de altitude do PESP, onde foram encontradas 276 espécies, 159 gêneros e 48 famílias de angiospermas, sendo Asteraceae a família mais rica (58 spp.) e Baccharis o gênero mais representativo (12 spp.). Foram encontradas onze espécies sob algum grau de ameaça e duas espécies endêmicas do PESP. As análises fitogeográficas mostraram uma grande dissimilaridade florística entre as 14 localidades analisadas, indicando que as formações campestres são singulares e demandam atenção especial para a conservação. O segundo capítulo apresenta a distribuição das espécies ao longo de um gradiente altitudinal. Foram encontradas 96 espécies nas linhas amostradas, sendo Poaceae (64,3%), Melastomataceae (11,3%) e Asteraceae (8,7%) as famílias com maiores valores de cobertura. A diversidade de Shannon (H’) para cada altitude apontou um padrão similar na distribuição espacial das espécies, enquanto as análises de similaridade demonstraram um forte agrupamento das áreas localizadas em faixas altitudinais comuns, elucidando a importância da conservação dos campos de altitude para a manutenção da biodiversidade da flora altomontana. / The Parque Estadual da Serra do Papagaio (PESP) is located in the southern portion of Serra da Mantiqueira, south of Minas Gerais and represents a large expanse of altitudinal vegetation formations with altitudes that reach 2.350 m. The aim of this work was to carry out the floristic survey of the PESP altitude fields (campos de altitude), their phytogeographic relationships with other rural areas of Southern and Southeastern regions of Brazil, and to analyze the vegetation structure along an altitudinal gradient. Monthly expeditions were carried out between May 2015 and October 2016 for the collection of botanical material and the realization of phytosociological inventories. The line intercept method was used to evaluate the vegetation structure. Were inventoried nine areas covering three altitudinal ranges between 1.650 m and 2.050 m. In order to analyze the phytogeographic relations, were selected 14 localities of Brazil South and Southeast. Quantitative and qualitative similarities analyzes were carried out. In addition, the diversity index (H') were calculated for each altitudinal range in order to evaluate the formation of groups related to altitude. The first chapter presents the floristic composition of the PESP altitude fields, where 276 species, 159 genera and 48 families of angiosperms were found, with Asteraceae being the richest family (58 spp.) and Baccharis the most representative genus (12 spp.). Eleven species are in some threatness category and two species were considered endemic to the PESP. The phytogeographic analyzes showed a great floristic dissimilarity between the 14 localities analyzed, indicating that the formations are unique and require special attention for conservation. The second chapter presents the distribution of the species along an altitudinal gradient. 96 species were found in the sampled lines, with Poaceae (64.3%), Melastomataceae (11.3%) and Asteraceae (8.7%) being the families with the highest coverage values. The diversity of Shannon (H') for each altitude showed a similar pattern in the spatial distribution of species, while the similarity analyzes demonstrated a strong grouping of the areas located in common altitudinal bands, elucidating the importance of the conservation of altitude fields for the maintenance of the biodiversity of the high altitude flora.

Une nouvelle méthodologie fondée sur l’interfaçage de la géochimie et de la biologie a été utilisée pour étudier la durabilité d’un système d’agriculture irriguée face aux changements globaux (climat et urbanisation). L’étude de sa durabilité nécessite une vision dynamique spatio-temporelle de l’évolution d’un agrosystème irrigué, ici le système « irrigation – prairie (plante) – sol – nappe ». Pour cela, deux démarches sont utilisées : l’étude de terrain et la modélisation. L’étude de terrain comprend des suivis temporels et spatiaux de la qualité des eaux de surface, de la nappe phréatique et de la qualité du foin des prairies. La modélisation consiste en un modèle biogéochimique prenant en compte l’ensemble des compartiments réactionnels du système. Le fil directeur est constitué par les mécanismes d’acquisition de la composition chimique de l’eau lors de son transfert dans le sol depuis eau d’irrigation jusqu’à l’eau de nappe. Ces mécanismes sont étudiés du double point de vue de leurs bilans géochimiques et des réactions sol / solution. L’acquisition de données porte ainsi sur : (1) la composition chimique des eaux d’irrigation et des eaux souterraines de la nappe ; (2) la minéralogie des sols ; (3) la nature des engrais apporté ; (4) la quantité des éléments chimiques prélevés et exportés par les plantes. Le modèle biogéochimique consiste à interfacer le modèle de culture STICS et le modèle de géochimie PHREEQC. Ce modèle est capable de rendre compte de l’évolution des eaux lors de leur parcours dans le sol et de mettre en évidence les processus majeurs qui déterminent la qualité de l’eau ; en sortie, il permet d’établir des indicateurs géochimiques pertinents pour la gestion du système. Cette méthode est appliquée aux prairies irriguées en la Crau, au Sud de France. Le système d’irrigation gravitaire par les eaux de la Durance depuis le 16e siècle sur la Crau a construit un système agricole durable en amenant des alluvions sur les terres irriguées, sur lequel poussent les prairies (le foin de Crau (AOP)). De plus cette irrigation participe à plus de 70% au renouvellement des eaux de la nappe phréatique. L’analyse des données sur une longue durée (1960-2013), l’acquisition de données récentes et la modélisation montrent l’originalité et la durabilité de cet agrosystème irrigué et sa résilience face à une augmentation de température de 2°C, tant en ce qui concerne les rendements que la qualité du foin. Cependant dans la perspective des changements globaux, les prévisions tablent sur une disponibilité en eau pour l’irrigation en diminution, de plus des changements d’occupation du sol (10% de la surface totale), avec une réduction des prairies irriguées. Ceci risque de remettre en cause la durabilité de l’agrosystème irrigué et partant l’approvisionnement en eau à partir de la nappe de toute l’économie locale (300 000 habitants, les industries lourdes du site de Fos-sur-Mer). / A new methodology based on geochemistry and biology interfacing to study the sustainability of an irrigated agriculture system in the face of global changes (climate and urban sprawl). It requires construction of a spatio-temporal view of the ”irrigation - meadow (plant) - soil - groundwater” system evolution. Thereby two approaches are used : the field study and the modeling. The field study includes temporal and spatial survey of waters quality, plant quality and used fertilizers. The modeling consists of a biogeochemical model taking into account all the factors reaction of the system. The main theme is the mechanisms of acquiring the chemical composition of water during its transfer the soil horizon from irrigation water to groundwater. These mechanisms are studied from the double point of view of their geochemical balances and soil / solution reactions. The data acquisition thus relates to : (1) the chemical composition of irrigation water and groundwater ; (2) the soil mineralogy ; (3) the nature of the provided fertilizer ; (4) quantity of chemical elements uptaken by plants. The biogeochemical model consists in interfacing the crop model (STICS) and the geochemical model (PHREEQC). This model is able to perform the chemical evolution of waters during their pathway in the soil and to highlight the major processes that determine the water quality ; in output, it makes it possible to establish geochemical indicators relevant to the system management. The Crau is chosen as a demo area, South France, its grassland production is based on surface irrigation via channels withdrawn from the Durance River. Irrigation water is rich in minerals and trace elements thanks to alluvium brought, on which produce high quality hay that is regulated under appellation control since 1997. Additionally, this irrigation recharge the aquifer by 70% But it is threatened by global changes, which ultimately risks to compromising the sustainability of the irrigated grassland system. Data analysis over a long term (1960-2013), the acquisition of recent data and modeling show the originality and durability of this irrigated agrosystem and Its resilience to an increase in temperature by about 2°C, both in terms of yields and hay quality. However, according to future scenarios, declining of irrigation water is forecasted, and changes in land use by 10% of the total area, with a reduction in irrigated grassland areas. This may jeopardize the sustainability of the the irrigated agrosystem and thus the water supply for local use (300 000 inhabitants, the heavy industries of the Fos-sur-Mer site).

The decrease of semi-natural grasslands in Europe during the last decade has made several previously common species rare or declining in numbers. One of these species is the endangered field gentian Gentianella campestris, which has been proposed as an important indicator species for semi-natural grasslands. Previous studies have highlighted the importance of consistent management and shown how local conditions affect the species. Less is known about how the population is affected by isolation and changes in the surrounding landscape, both of which are potential consequences of habitat loss.This study utilized long term citizen science data on the population changes to explore if local and regional factors, such as connectivity could explain the rapid decline and local extinctions that the field gentian population in Östergötland, Sweden, has experienced since the beginning of the 1990’s. Generalized linear models showed that the declining field gentian population can partly be explained by changes in the surrounding landscape which has led to decreased connectivity of semi-natural grasslands. The study also indicate that there is a need for future management plans to consider the surrounding landscape on a distance of 1-3 km from field gentian localities as this scale seems to be the most important.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The expansion of forestation on grassland ecosystems has dramatically changed the landscape, as well as affected the biodiversity and the sustainability of these ecosystems around the world. Grasslands of southern South America hold high diversity and several cases of endemism, but historically are insufficiently protected in conservation units and experience drastic reduction due to cultivation of exotic trees as eucalyptus, black wattle and pine. Grasslands of Pampa biome in Brazilian territory are restricted to the state of Rio Grande do Sul, where recent estimates indicate that the grassyfields will disappear within the next few decades if the current scenario of changes in the productive matrix is maintained. In order to contribute with subsidies to conservation of grasslands ecosystems, the goal of this Dissertation was to study the spatial patterns in the distribution of herpetofauna (i.e. amphibians and reptiles), as well as environmental variables associated with native grasslands and eucalyptus plantation in the Pampa biome, Rio Grande do Sul state, Brazil. Thus, native grasslands and eucalyptus crops were characterized and compared regarding species richness, taxonomic composition, and abundance of amphibians and reptiles, using pitfall traps during eight sampling months (September 2012 to April 2013). The communities of amphibians and reptiles studied responded negatively to the replacement of native grasslands by arboreal crops because they were dominated by a few species in eucalyptus cultivation . Through nesting analysis and similarity tests, we recorded that reptiles responded strongly to habitat modification, since the community recorded in eucalypt was an impoverished subset of that recorded in native pasture, being still dominated by species commonly abundant in degraded areas. Amphibians responded strongly regarding species abundance and keenly to species richness, but did not respond to the gradient regarding taxonomic composition of the community. The environmental variables most strongly related to the pattern of segregation observed between native grasslands and eucalyptus cultivation were the percentage of low cover vegetation on soil and brightness. Our results indicate that eucalyptus forestation profoundly modify the structure of undergrowth vegetation, typical of grassland ecosystems and essential to the biology of several habitat-specialist species, including rare species. In this context, we emphasize that the habitat loss due to expanding forestation on grasslands configures a serious threat to conservation of the herpetofauna of the Pampa biome. Such effects can be minimized only after the adoption of specifically committed environmental policies to the conservation of grasslands ecosystems, until now so neglected. / A expansão da silvicultura sobre os ecossistemas campestres tem alterado dramaticamente a paisagem, bem como afetado a biodiversidade e a sustentabilidade desses ecossistemas ao redor do mundo. Os campos do sul da América do Sul detêm alta diversidade biológica e inúmeros casos de endemismos, mas historicamente são insuficientemente protegidos em Unidades de Conservação e experimentam drástica redução devido ao plantio de exóticas como o eucalipto, a acácia-negra e pinus. Os campos do bioma Pampa em território brasileiro estão restritos ao estado do Rio Grande do Sul, onde estimativas recentes apontam que estes desaparecerão dentro das próximas décadas se o corrente cenário de mudanças na matriz produtiva for mantido. A fim de contribuir com subsídios à preservação dos ecossistemas campestres, o objetivo dessa Dissertação foi estudar os padrões espaciais da distribuição da herpetofauna (i.e. anfíbios e répteis), bem como de variáveis ambientais associadas, em campo nativo e plantio de eucalipto localizados no bioma Pampa, Rio Grande do Sul, Brasil. Assim, campos nativos e cultivos de eucalipto foram caracterizados e comparados quanto à riqueza de espécies, composição taxonômica e abundância de anfíbios e répteis, utilizando armadilhas de interceptação e queda durante oito meses de coleta (setembro de 2012 à abril de 2013). As comunidades de anfíbios e répteis estudadas responderam negativamente à substituição dos campos nativos por cultivos arbóreos, pois foram dominadas por poucas espécies no cultivo de eucalipto. Através da análise de aninhamento e teste de similaridade, evidenciamos que os répteis responderam fortemente à alteração do hábitat, já que a comunidade registrada no eucalipto foi um subconjunto empobrecido daquela registrada no campo nativo, sendo ainda dominada por espécies comumente abundantes em áreas degradadas. Anfíbios responderam fortemente quanto à abundância das espécies e sutilmente quanto à riqueza específica, mas não responderam ao gradiente quanto à composição taxonômica da comunidade. As variáveis ambientais mais fortemente relacionadas ao padrão de segregação observado entre o campo nativo e o cultivo de eucalipto foram a porcentagem de vegetação rasteira recobrindo o solo e a luminosidade. Nossos resultados indicam que o cultivo de eucalipto altera profundamente a estrutura da vegetação rasteira, típica do ecossistema campestre e imprescindível à biologia de inúmeras espécies habitatespecialistas, incluindo espécies raras. Nesse sentido, enfatizamos que a perda de hábitat campestre devido à expansão da silvicultura configura séria ameaça à conservação da herpetofauna do bioma Pampa. Tais efeitos poderão ser minimizados somente após a adoção de políticas públicas ambientais especificamente comprometidas com a conservação dos ecossistemas campestres, até então negligenciados.

Animals affect vegetation in many different ways. In this thesis we have focused on the impact of wild ungulates in the Czech Republic (wild boar, red deer, sika deer, roe deer). These animals affect vegetation with grazing, defoliation, defecation, browsing and other activities. We decided to study the effect of browsing. The animal trails are formed by browsing animals. These trails can be easily recognized due to long-term browsing. They are especially caused by trampling, which affects vegetation in many ways. The aim of this study is to determine how the vegetation of dry-grasslands (Festuco-Brometea) responds to long-term trampling caused by wild ungulates. We found that on trails, there is more bare soil, less litter and lower vegetation. In its close proximity, there is also a slightly greater diversity of plants than in control samples. Species like Plantago media which are growing straight on the trail, have adapted to trampling, while smaller shrubs (eg. Rubus, Crataegus), start to appear 2 meters from the trail. Using Ellenberg values, we found out that heliophile species, which grow on the trails and the species in control samples need more moisture and more nitrogen. Using the experiment with transplanted blocks, we learned how vegetation responds to the introduction/exclusion of...