Submitted by Gizele Lima (gizele.lima@inpa.gov.br) on 2017-02-15T19:41:46Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao defessa mestrado - JMRO _versao 2_.pdf: 2923504 bytes, checksum: add68dc893f4fb5ec76fb266b66de6e7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-15T19:41:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao defessa mestrado - JMRO _versao 2_.pdf: 2923504 bytes, checksum: add68dc893f4fb5ec76fb266b66de6e7 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-07-04 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The birds besides being one of the most representative taxonomic groups of the Amazon, are not yet known aspects related with its the distribution and ecological and historical factors that can determine it. In general, to model their distribution are used climatic and environmental variables depending on the scale, that can not clearly explain its distribution. Thus, the aim of this study was to determine how models based on three different approaches, predict the spatial distribution of species of Amazonian birds in areas with different biogeographic characteristics. First was made species distribution models using layers of polygons of Amazon Birds endemism areas and distribution of flooded environments. Later, were built models with climate and topography variables, using the mathematical algorithm of maximum entropy (MAXENT). There were no significant differences between the two approaches to Topaza pyra, Rhegmatorhina gymnops, Touit huetii, Lophotriccus galeatus and Knipoleugus orenocensis and could not identify a pattern to identify in general which the predictions were the most likely. It was found that for T. pyra, R. gymnops and T. huetii models made with areas of endemism (MAE) were more likely than models with abiotic variables (MVA). In turn, the abiotic variables models (MVA) were more likely than endemism areas models (MAE) for L. galeatus, T. pyra, R. melanosticta and Knipolegus orenocensis. In general all models showed high performance values, and only for Heliodoxa schreibersii and Synallaxis propinqua the failure rate was higher than the sensitivity. We conclude that in general none of the two approaches were more likely than the other. Still you need to understand how they interact the two approaches in traditional sets models, extending the analysis to other species and achieve greater quantity and quality of data and environmental information to make more accurate and reliable inferences about the predictions of distribution and draw definitive conclusions. / As aves são um dos grupos taxonômicos mais representativos da Amazônia, porém, ainda são pouco conhecidos aspectos da sua distribuição e fatores ecológicos e históricos que a determinam. Geralmente, para modelar a distribuição, são usadas variáveis climáticas e topográficas em diferentes escalas que prevem ou não sua ocorrencia. Sendo assim, o objetivo do presente estudo foi gerar os melhores mapas preditivos para aves amazônicas, comparando e testando as previsões com duas abordagens, afim de auxiliar estudos futuros com ferramentas mais apropriadas para construir modelos de distribuição. Primeiro foram feitos modelos de distribuição utilizando camadas de polígonos das áreas de endemismo. Posteriormente, foram construídos modelos com variáveis do clima e topografía, utilizando o algoritmo matemático MAXENT. Não existiram diferenças significativas entre as abordagens para Topaza pyra, Rhegmatorhina gymnops, Touit huetii, Lophotriccus galeatus e Knipoleugus orenocensis e não foi identificado um padrão geral. Foi encontrado que para T. pyra, R. gymnops e T. huetii os modelos feitos com áreas de endemismo (MAE) foram mais acertados que os modelos com variáveis abiótias (MVA). Por sua vez, os modelos com variáveis abióticas (MVA) foram mais acertados que os modelos de áreas de endemismo (MAE) para, L. galeatus, T. pyra, R. melanosticta e Knipolegus orinoicensis. Em geral todos os modelos mostraram altos valores de desempenho, e apenas para Heliodoxa schreibersii e Synallaxis propinqua a taxa de omissão foi mais alta que a sensitividade. Conclui-se que em geral nenhuma das duas abordagens foi mais acertada. Mesmo assim é preciso entender como interagem as duas abordagens em modelos tradicionais, estender as análises para outras espécies e obter maior quantidade e qualidade de dados e informação ambiental para fazer inferências mais precisas e confiáveis sobre as previsões da distribuição e obter conclusões definitivas

BRITO, Selma Freire de. Potencial invasor de Cryptogestia madagascariensis: efeito de fatores bióticos e abióticos durante a colonização. 2016. 118 f. Tese (Doutorado em Ecologia e Recursos Naturais)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Anderson Silva Pereira (anderson.pereiraaa@gmail.com) on 2017-01-18T19:04:24Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_sfbrito.pdf: 18568944 bytes, checksum: 515ac2b5e1e4511074583aecb46a9710 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-01-19T12:01:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_sfbrito.pdf: 18568944 bytes, checksum: 515ac2b5e1e4511074583aecb46a9710 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-19T12:01:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_sfbrito.pdf: 18568944 bytes, checksum: 515ac2b5e1e4511074583aecb46a9710 (MD5) Previous issue date: 2016 / The success of the invasion process is related to the species' ability to overcome different biotic and abiotic filters. The objective of this study was to evaluate the influence of biotic and abiotic factors on the invasive potential of Cryptostegia madagascariensis and its potential distribution in Brazil. We present the results in four chapters in manuscript form. In the first chapter (Manuscript I), we evaluated the effects of abiotic factors on germination and initial growth of C. madagascariensis. The results showed that high temperatures and saline and water stress inhibit its germination, but it does not depend on light. The seedlings develop well intermediate levels of water deficit and even in severe stress survive. In the second chapter (Manuscript II), we studied the initial growth of C. madagascariensis over time in different shadings. We observed that the seedlings tolerate shady environments, growing like shrub in the sun and investing in height in the shade. Increased light may favor the invasiveness of this species. In the third chapter (Manuscript III), we investigated the establishment of C. madagascariensis in disturbed areas and intra and interspecific competition with the native species Poincianella bracteosa and Piptadenia stipulacea in two environments (sun and shade). C. madagascariensis seedlings did not settle under canopy. Only intraspecific competition affected C. madagascariensis, while native species had their development negatively affected by competition with this invasive species. In the fourth chapter (Manuscript IV), we analyzed the potential distribution of C. madagascariensis in Brazil in current and future climatic conditions and the overlap of areas favorable to invasion with the potential distribution of Copernicia prunifera. We observed that approximately half of the areas with high probability of occurrence of C. prunifera overlap with those of C. madagascariensis. Currently the Northeast presents the most favorable areas for the establishment of this invader, and climate change favors its expansion in Brazil. Therefore, the invasiveness of C. madagascariensis is associated with high germination rates, rapid growth, morphological changes in different resource offerings and high competitive capacity. C. madagascariensis can invade a large extent of the Northeast and climate change must increase its invading potential in Brazil. / O sucesso do processo de invasão está relacionado à capacidade das espécies de ultrapassar diferentes filtros bióticos e abióticos. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência de fatores bióticos e abióticos no potencial invasor de Cryptostegia madagascariensis e na sua potencial distribuição no Brasil. Apresentamos os resultados em quatro capítulos em forma de manuscritos. No primeiro capítulo (Manuscrito I), avaliamos os efeitos de fatores abióticos na germinação e no crescimento inicial de C. madagascariensis. Os resultados mostraram que temperaturas altas e o estresse hídrico e salino inibem a sua germinação, contudo não depende da luz. As mudas se desenvolvem bem níveis intermediários de déficit hídrico e mesmo em estresse severo sobrevivem. No segundo capítulo (Manuscrito II), estudamos o crescimento inicial de C. madagascariensis ao longo do tempo em diferentes sombreamentos. Observamos que as mudas toleram ambientes sombreados, crescendo como arbusto no sol e investindo em altura na sombra. O aumento da luz pode favorecer a invasivisidade desta espécie. No terceiro capítulo (Manuscrito III), investigamos o estabelecimento de C. madagascariensis em áreas perturbadas e a competição intra e interespecífica com as espécies nativas Poincianella bracteosa e Piptadenia stipulacea em dois ambientes (sol e sombra). Mudas de C. madagascariensis não se estabeleceram sob dossel. Apenas a competição intraespecífica afetou C. madagascariensis, enquanto as espécies nativas tiveram seu desenvolvimento afetado negativamente pela competição com esta invasora. No quarto capítulo (Manuscrito IV), analisamos a distribuição potencial de C. madagascariensis no Brasil em condições climáticas atuais e futuras e a sobreposição de áreas favoráveis à invasão com a potencial distribuição de Copernicia prunifera. Observamos que aproximadamente metade das áreas com alta probabilidade de ocorrência de C. prunifera se sobrepõe com as de C. madagascariensis. Atualmente o Nordeste apresenta as áreas mais favoráveis para o estabelecimento desta invasora, sendo que mudanças climáticas favorecem sua expansão no Brasil. Portanto, a invasivisidade de C. madagascariensis está associada a altas taxas de germinação, ao rápido crescimento, alterações morfológicas em diferentes ofertas de recursos e alta capacidade competitiva. C. madagascariensis pode invadir uma grande extensão do Nordeste e mudanças climáticas devem aumentar seu potencial invasor no Brasil.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Em estudos ecológicos é importante entender os processos que determinam a distribuição dos organismos. O estudo da distribuição de animais com alta capacidade de locomoção é um desafio para pesquisadores em todo o mundo. Modelos de uso de habitat são ferramentas poderosas para entender as relações entre animais e o ambiente. Com o desenvolvimento dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG ou GIS, em inglês), modelos de uso de habitat são utilizados nas análises de dados ecológicos. Entretanto, modelos de uso de habitat frequentemente sofrem com especificações inapropriadas. Especificamente, o pressuposto de independência, que é importante para modelos estatísticos, pode ser violado quando as observações são coletadas no espaço. A Autocorrelação Espacial (SAC) é um problema em estudos ecológicos e deve ser considerada e corrigida. Nesta tese, modelos generalizados lineares com autovetores espaciais foram usados para investigar o uso de habitat dos cetáceos em relação a variáveis fisiográficas, oceanográficas e antrópicas em Cabo Frio, RJ, Brasil, especificamente: baleia-de-Bryde, Balaenoptera edeni (Capítulo 1); golfinho nariz-de-garrafa, Tursiops truncatus (Capítulo 2); Misticetos e odontocetos em geral (Capítulo 3). A baleia-de-Bryde foi influenciada pela Temperatura Superficial do Mar Minima e Máxima, no qual a faixa de temperatura mais usada pela baleia condiz com a faixa de ocorrência de sardinha-verdadeira, Sardinella brasiliensis, durante a desova (22 a 28C). Para o golfinho nariz-de-garrafa o melhor modelo indicou que estes eram encontrados em Temperatura Superficial do Mar baixas, com alta variabilidade e altas concentrações de clorofila. Tanto misticetos quanto os odontocetos usam em proporções similares as áreas contidas em Unidades de Conservação (UCs) quanto as áreas não são parte de UCs. Os misticetos ocorreram com maior frequência mais afastados da costa, em baixas temperaturas superficiais do mar e com altos valores de variabilidade para a temperatura. Os odontocetos usaram duas áreas preferencialmente: as áreas com as menores profundidades dentro da área de estudo e nas maiores profundidade. Eles usaram também habitats com águas frias e com alta concentração de clorofila. Tanto os misticetos quanto os odontocetos foram encontrados com mais frequência em distâncias de até 5km das embarcações de turismo e mergulho. Identificar habitats críticos para os cetáceos é um primeiro passo crucial em direção a sua conservação / A major problem in ecological studies is the understanding of what factors drive animals distribution. Studies investigating the distribution of high mobility animals is a challenge for scientists all over the world. In that sense, habitat use models are powerful toolsto understand relationship between animals and their environment. With Geographical Information System (GIS) development, habitat use models have been used in ecological studies. However, habitat use models, in several times, are built with misspecification, such as the independence assumption, that must be corrected. Spatial autocorrelation is a common problem in ecological studies. In this thesis, generalized linear models with spatial eigenvectors were used to investigate habitat use in cetaceans using physiographic, oceanographic and anthropogenic co-variates in Cabo Frio, RJ, Brazil, specifically: Brydes whale, Balaenoptera edeni (Chapter 1); bottlenose dolphins, Tursiops truncatus (Chapter 2); Misticetes and odontocetes (Chapter 3). Brydes whale was influenced by sea surface temperature minimum and maximum, in which the most common used strip correlates with Sardinella brasiliensis habitat use during reproduction periods (22 to 28C). For common bottlenose dolphin, the best model indicated they were more frequently found in low sea surface temperature, with high standard deviation and high chlorophyl concentration. Both misticetes and odontocetes used in similar proportion the Conservation Unit areas and non- Conservation Unit areas. Misticetes occurred more often more distant from coast, in low sea surface temperature with high standard deviation. Odontocetes used areas with lowest and highest depths. They also used cold waters and with high chlorophyll concentration. Both misticetes and odontocetes were found more frequently up to 5km from tour and scuba dive boats. Identifying critical habitats for cetaceans is a first crucial step towards their conservation

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Em estudos ecológicos é importante entender os processos que determinam a distribuição dos organismos. O estudo da distribuição de animais com alta capacidade de locomoção é um desafio para pesquisadores em todo o mundo. Modelos de uso de habitat são ferramentas poderosas para entender as relações entre animais e o ambiente. Com o desenvolvimento dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG ou GIS, em inglês), modelos de uso de habitat são utilizados nas análises de dados ecológicos. Entretanto, modelos de uso de habitat frequentemente sofrem com especificações inapropriadas. Especificamente, o pressuposto de independência, que é importante para modelos estatísticos, pode ser violado quando as observações são coletadas no espaço. A Autocorrelação Espacial (SAC) é um problema em estudos ecológicos e deve ser considerada e corrigida. Nesta tese, modelos generalizados lineares com autovetores espaciais foram usados para investigar o uso de habitat dos cetáceos em relação a variáveis fisiográficas, oceanográficas e antrópicas em Cabo Frio, RJ, Brasil, especificamente: baleia-de-Bryde, Balaenoptera edeni (Capítulo 1); golfinho nariz-de-garrafa, Tursiops truncatus (Capítulo 2); Misticetos e odontocetos em geral (Capítulo 3). A baleia-de-Bryde foi influenciada pela Temperatura Superficial do Mar Minima e Máxima, no qual a faixa de temperatura mais usada pela baleia condiz com a faixa de ocorrência de sardinha-verdadeira, Sardinella brasiliensis, durante a desova (22 a 28C). Para o golfinho nariz-de-garrafa o melhor modelo indicou que estes eram encontrados em Temperatura Superficial do Mar baixas, com alta variabilidade e altas concentrações de clorofila. Tanto misticetos quanto os odontocetos usam em proporções similares as áreas contidas em Unidades de Conservação (UCs) quanto as áreas não são parte de UCs. Os misticetos ocorreram com maior frequência mais afastados da costa, em baixas temperaturas superficiais do mar e com altos valores de variabilidade para a temperatura. Os odontocetos usaram duas áreas preferencialmente: as áreas com as menores profundidades dentro da área de estudo e nas maiores profundidade. Eles usaram também habitats com águas frias e com alta concentração de clorofila. Tanto os misticetos quanto os odontocetos foram encontrados com mais frequência em distâncias de até 5km das embarcações de turismo e mergulho. Identificar habitats críticos para os cetáceos é um primeiro passo crucial em direção a sua conservação / A major problem in ecological studies is the understanding of what factors drive animals distribution. Studies investigating the distribution of high mobility animals is a challenge for scientists all over the world. In that sense, habitat use models are powerful toolsto understand relationship between animals and their environment. With Geographical Information System (GIS) development, habitat use models have been used in ecological studies. However, habitat use models, in several times, are built with misspecification, such as the independence assumption, that must be corrected. Spatial autocorrelation is a common problem in ecological studies. In this thesis, generalized linear models with spatial eigenvectors were used to investigate habitat use in cetaceans using physiographic, oceanographic and anthropogenic co-variates in Cabo Frio, RJ, Brazil, specifically: Brydes whale, Balaenoptera edeni (Chapter 1); bottlenose dolphins, Tursiops truncatus (Chapter 2); Misticetes and odontocetes (Chapter 3). Brydes whale was influenced by sea surface temperature minimum and maximum, in which the most common used strip correlates with Sardinella brasiliensis habitat use during reproduction periods (22 to 28C). For common bottlenose dolphin, the best model indicated they were more frequently found in low sea surface temperature, with high standard deviation and high chlorophyl concentration. Both misticetes and odontocetes used in similar proportion the Conservation Unit areas and non- Conservation Unit areas. Misticetes occurred more often more distant from coast, in low sea surface temperature with high standard deviation. Odontocetes used areas with lowest and highest depths. They also used cold waters and with high chlorophyll concentration. Both misticetes and odontocetes were found more frequently up to 5km from tour and scuba dive boats. Identifying critical habitats for cetaceans is a first crucial step towards their conservation

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-10-31T18:23:08Z No. of bitstreams: 2 Tese - Lara Gomes Cortes - 2013.pdf: 7415317 bytes, checksum: da1f4fbdee8dab075e6e3a7e470e1bae (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-10-31T18:23:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Lara Gomes Cortes - 2013.pdf: 7415317 bytes, checksum: da1f4fbdee8dab075e6e3a7e470e1bae (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-31T18:23:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Lara Gomes Cortes - 2013.pdf: 7415317 bytes, checksum: da1f4fbdee8dab075e6e3a7e470e1bae (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-06-28 / The speed of climate change nowadays brings unprecedented challenges to biodiversity conservation. As environmental conditions are important factors in determining the geographical distribution of species, the latter should change their distribution with changes in climate, rearranging communities with gains and losses of species. Aiming to identify vulnerabilities and propose proactive conservation to increase the adaptation of species to climate change we did an approach with species distribution models, an essential tool to predict the species potential distribution in different climatic scenarios. An important understanding in this changing scenario is the knowledge of what life history traits may make species more susceptible to changes in climate and then, may be possible, if such characteristics are related to specific environmental conditions, defining the ecological niche breadth of species as well as their geographic distribution. We sought to identify whether simple life history traits of trees occurring in the Cerrado could be related to the size of the niche and distribution area, and if the species with characteristics associated with a small area distribution and restrict niche breadth would be more predisposed to extinction due to climate change. It was found that the evergreen generalist species have lower potential distributions, evergreen species from broad sense cerrado have smaller latitudinal ranges and height proved to be related to the geographic distribution of broad sense cerrado species. Still trying to identify potential impacts on biodiversity and ecosystem function, assuming the environmental conditions as selective filter of species with life history traits that guarantee a higher performance in a new climate, it was tested if climate change reduces the functional diversity of communities in sub-basins of the Cerrado. There was a large reduction in richness, but an increase in functional diversity, since most communities lost species functionally redundant, but which can act as an insurance against loss of ecosystem functions. Thus, the future communities will be more vulnerable to other disturbances, such as habitat loss and fragmentation. In this context, proactive a that can increase the connectivity of ecosystems will be essential for the biodiversity conservation to climate change. Thus, we propose a systematic planning of restoration to complement the establishment of protected areas and, simultaneously, selected areas of lower socioeconomic conflict and climate stability. The restoration should be understood as an important proactive conservation action in a changing world that is full of increasingly fragmented ecosystems as the Brazilian Cerrado. / A velocidade das mudanças climáticas atuais traz desafios sem precedentes para a conservação da biodiversidade. Como as condições ambientais são fatores importantes na determinação da distribuição geográfica das espécies, estas últimas devem mudar suas áreas de distribuição com as alterações no clima, rearranjando comunidades com perdas e ganhos de espécies. Objetivando-se identificar vulnerabilidades e propor ações proativas de conservação que possam facilitar a adaptação das espécies às mudanças climáticas foi feita uma abordagem com modelos de distribuição de espécie, uma ferramenta essencial para predizer a área de distribuição potencial de espécies em diversos cenários climáticos. Um entendimento importante neste cenário de mudanças é a compreensão de quais características de história de vida podem tornar as espécies mais susceptíveis às alterações no clima e isso pode ser possível se tais características estiverem relacionadas a condições ambientais específicas, definindo a amplitude de nicho ecológico das espécies, bem como as respectivas áreas de distribuição geográfica. Buscou-se identificar se características simples de história de vida de árvores com ocorrência no Cerrado poderiam estar relacionadas ao tamanho de nicho e da área de distribuição, sendo que as espécies com características associadas a uma menor área distribuição e pequena amplitude de nicho estariam mais predispostas à extinção devido às mudanças climáticas. Constatou-se que as espécies sempreverdes generalistas apresentam menores distribuições potenciais e as de cerrado lato sensu possuem menores amplitudes latitudinais e a altura das espécies está relacionada com a área de distribuição de espécies de cerrado lato sensu. Ainda tentando identificar potenciais impactos sobre a biodiversidade e o funcionamento dos ecossistemas, pressupondo as condições ambientais como filtro seletivo de espécies com características de história de vida que garantam um maior desempenho em um novo clima, foi testado se as mudanças climáticas reduzem a diversidade funcional de comunidades de sub-bacias do Cerrado. Houve uma grande redução na riqueza de espécies, mas um aumento na diversidade funcional, uma vez que a maioria das comunidades perdeu espécies redundantes funcionalmente, mas que podem funcionar como um seguro contra a perda de funções ecossistêmicas. Assim, as comunidades do futuro estarão mais vulneráveis a outras perturbações, como a perda e fragmentação de habitat. Neste contexto, ações proativas que possam aumentar a conectividade dos ecossistemas serão essenciais para a conservação da biodiversidade frente às mudanças climáticas. Assim, foi proposto um planejamento sistemático de restauração complementar à criação de áreas protegidas e que, simultaneamente, selecionou áreas de menor conflito socioeconômico e de maior estabilidade climática. A restauração deve ser entendida como uma importante ação de conservação proativa frente às mudanças climáticas em ecossistemas cada vez mais fragmentados como o Cerrado brasileiro.

A modelagem de distribuição de espécies tem como objetivo induzir um modelo para predizer a distribuição potencial de uma dada espécie. O modelo é projetado em um mapa de distribuição potencial que representa a probabilidade da presença da espécie em cada ponto. Esse processo de indução está relacionado com a estimativa do nicho fundamental da espécie, através da busca por relações entre dados georreferenciados de ocorrência da espécie e variáveis ambientais. Vários algoritmos de modelagem podem ser utilizados nessa tarefa. Oferecer diversos algoritmos pode tornar as ferramentas de modelagem mais completas. Porém, surge uma questão importante: qual algoritmo de modelagem escolher? Essa questão está relacionada com o desempenho preditivo das técnicas implementadas pelos algoritmos. Nesse contexto, o objetivo principal do trabalho foi organizar e especificar um método de análise de desempenho preditivo dos algoritmos de modelagem de distribuição de espécies. Através do método proposto é possível ter uma visão completa, estruturada e sistemática das etapas previstas em projetos de análise de desempenho preditivo dos algoritmos. O método pode ser utilizado como referência em estudos de validação de novos algoritmos, de comparação entre técnicas e na seleção de um ou mais algoritmos de modelagem. Como estudo de caso, o método proposto foi adotado nos testes de validação de um algoritmo baseado em Redes Neurais, desenvolvido e integrado ao framework openModeller, através da comparação com outros algoritmos já utilizados na modelagem. Além da própria validação, os testes tiveram como objetivo demonstrar a aplicabilidade do método. Os resultados mostraram que o algoritmo de Redes Neurais apresentou desempenho semelhante ao desempenho dos demais algoritmos, tendo sido, portanto, validado como adequado à tarefa de modelagem. Ainda no contexto da pesquisa, um algoritmo baseado na técnica de amostragem denominada Jackknife foi integrado ao openModeller, para aplicação na etapa de pré-análise. Testes relacionados com o tempo de execução foram realizados e uma versão paralela desse algoritmo foi desenvolvida. / The species distribution modeling aim is to induce a model to predict the potential distribution of a given species. The model is projected onto a potential distribution map that represents the presence probability of the species at each point. This induction process is related to the fundamental niche estimation of the species, through the search for relationships between georeferenced data of species occurrence and environmental variables. Several modeling algorithms can be used for this task. Providing different algorithms can make the modeling tools more complete. However, an important question arises: what modeling algorithm to choose? This issue is related to the predictive performance of the techniques implemented by the algorithms. In this context, the aim of this research was to organize and to specify a predictive performance analysis method of the species distribution modeling algorithms. Through the proposed method, it is possible to have a complete and structured vision of the steps in the planning of predictive performance analysis of the algorithms. The method may be used as a reference in validation studies of new algorithms, in comparison among techniques and in choosing one or more modeling algorithms. As a case study, the proposed method was adopted in the validation tests of an algorithm based on Neural Networks, developed and integrated into the openModeller framework, which was compared with other algorithms already used in modeling. Besides the validation itself, the tests intended to demonstrate the applicability of the method. The results showed that the Neural Networks algorithm presented similar performance to those of other algorithms and was validated as adequate to the modeling task. Still in the research context, an algorithm based on a sampling technique called the Jackknife was integrated to the openModeller, to be applied in the pre-analysis step. Tests related to the running time were carried out and a parallel version of this algorithm was developed.

O tamanduá-bandeira (Myrmecophaga tridactyla) se distribui amplamente ao longo da região Neotropical, porém é provável que esteja extinto da maior parte de sua extensão original, notadamente na América Central e nos limites austrais de sua distribuição. O táxon está ameaçado de extinção globalmente (IUCN) e também em âmbito nacional. Embora historicamente a espécie ocorra em todos os biomas brasileiros, hoje é considerada extinta nos Pampas, quase extinta na Mata Atlântica, sendo que na Caatinga sua presença necessita de confirmação e no Cerrado suas populações vem sofrendo drásticas reduções. Atualmente não há estudos de revisão da distribuição da espécie nos biomas brasileiros, tão pouco foi avaliado se as áreas mais adequadas à espécie estão sendo protegidas e o conhecimento existente é insuficiente para adotar estratégias de conservação adequadas. Dessa maneira, o presente estudo teve como principal objetivo modelar a distribuição potencial e atual do tamanduá-bandeira no Brasil e nos biomas brasileiros, a fim de identificar quais variáveis preditoras melhor explicam a ocorrência da espécie em diferentes escalas. Além disso, a partir dos modelos de distribuição atual, os biomas foram avaliados quanto à adequabilidade ambiental (i.e. probabilidade de presença) e foram realizadas uma análise de lacunas e a identificação de áreas prioritárias para a conservação. A distribuição potencial do tamanduá-bandeira foi melhor explicada em escala continental, por variáveis bioclimáticas (sazonalidade de temperatura e precipitação) e topográficas (altitude), enquanto que a distribuição atual foi bem explicada nas duas escalas, por variáveis de uso e cobertura da terra (porcentagens de cobertura arbórea, de silvicultura e de cana-de-açúcar). O Cerrado foi o bioma de maior adequabilidade ambiental à espécie, seguido da Amazônia, Pantanal, Mata Atlântica e Caatinga, sendo que não foram obtidos registros recentes para os Pampas. Menos de 10% da distribuição atual do tamanduá-bandeira no Cerrado e Pantanal encontra-se protegida por Unidades de Conservação, existindo uma lacuna parcial de conservação. Áreas prioritárias para a espécie incluem um corredor central no Cerrado, grande parte do Pantanal e áreas de transição (ecótonos) com outros biomas. Os resultados obtidos neste estudo permitiram preencher lacunas de conhecimento acerca da distribuição do tamanduá-bandeira, bem como dar suporte para o planejamento de sua conservação. / The giant anteater (Myrmecophaga tridactyla) is widely distributed throughout the Neotropical region, but is probably extinct from most of its range, notably in Central America and the southern limits of its distribution. The species is listed as Vulnerable on the IUCN and national Red Lists. Although historically present in all Brazilian biomes, there are no studies reviewing its distribution, nor has it been evaluated if the Brazilian federal conservation units are protecting the areas most suitable to the species. Thus, the aim of this study was to model the potential and current distribution of the giant anteater in Brazil and Brazilian biomes, to identify which predictor variables best explain the occurrence of the species at different scales. Current distribution models were used to evaluate the biomes environmental suitability (i.e. probability of presence) and a gap analyses were performed. Also, priority areas for conservation were identified. The potential distribution of the anteater was better explained on a continental scale by bioclimatic (seasonality of temperature and precipitation) and topographic (altitude) variables, while the current distribution was well predicted in both scales, by land cover variables (percentages of tree cover, silviculture, and sugarcane). The Cerrado was the biome of greater environmental suitability to the species, followed by the Amazon, the Pantanal, the Atlantic Forest and the Caatinga. No recent records were obtained for the Pampas. Conservation units protect less than 10% of the current distribution of the giant anteater in the Cerrado and Pantanal. Priority areas for the species include a central corridor in the Cerrado, much of the Pantanal and ecotones. The results obtained in this study helped to fill knowledge gaps on the distribution of the giant anteater in Brazil, supporting actions for its conservation.

A modelagem de distribuição de espécies tem como objetivo induzir um modelo para predizer a distribuição potencial de uma dada espécie. O modelo é projetado em um mapa de distribuição potencial que representa a probabilidade da presença da espécie em cada ponto. Esse processo de indução está relacionado com a estimativa do nicho fundamental da espécie, através da busca por relações entre dados georreferenciados de ocorrência da espécie e variáveis ambientais. Vários algoritmos de modelagem podem ser utilizados nessa tarefa. Oferecer diversos algoritmos pode tornar as ferramentas de modelagem mais completas. Porém, surge uma questão importante: qual algoritmo de modelagem escolher? Essa questão está relacionada com o desempenho preditivo das técnicas implementadas pelos algoritmos. Nesse contexto, o objetivo principal do trabalho foi organizar e especificar um método de análise de desempenho preditivo dos algoritmos de modelagem de distribuição de espécies. Através do método proposto é possível ter uma visão completa, estruturada e sistemática das etapas previstas em projetos de análise de desempenho preditivo dos algoritmos. O método pode ser utilizado como referência em estudos de validação de novos algoritmos, de comparação entre técnicas e na seleção de um ou mais algoritmos de modelagem. Como estudo de caso, o método proposto foi adotado nos testes de validação de um algoritmo baseado em Redes Neurais, desenvolvido e integrado ao framework openModeller, através da comparação com outros algoritmos já utilizados na modelagem. Além da própria validação, os testes tiveram como objetivo demonstrar a aplicabilidade do método. Os resultados mostraram que o algoritmo de Redes Neurais apresentou desempenho semelhante ao desempenho dos demais algoritmos, tendo sido, portanto, validado como adequado à tarefa de modelagem. Ainda no contexto da pesquisa, um algoritmo baseado na técnica de amostragem denominada Jackknife foi integrado ao openModeller, para aplicação na etapa de pré-análise. Testes relacionados com o tempo de execução foram realizados e uma versão paralela desse algoritmo foi desenvolvida. / The species distribution modeling aim is to induce a model to predict the potential distribution of a given species. The model is projected onto a potential distribution map that represents the presence probability of the species at each point. This induction process is related to the fundamental niche estimation of the species, through the search for relationships between georeferenced data of species occurrence and environmental variables. Several modeling algorithms can be used for this task. Providing different algorithms can make the modeling tools more complete. However, an important question arises: what modeling algorithm to choose? This issue is related to the predictive performance of the techniques implemented by the algorithms. In this context, the aim of this research was to organize and to specify a predictive performance analysis method of the species distribution modeling algorithms. Through the proposed method, it is possible to have a complete and structured vision of the steps in the planning of predictive performance analysis of the algorithms. The method may be used as a reference in validation studies of new algorithms, in comparison among techniques and in choosing one or more modeling algorithms. As a case study, the proposed method was adopted in the validation tests of an algorithm based on Neural Networks, developed and integrated into the openModeller framework, which was compared with other algorithms already used in modeling. Besides the validation itself, the tests intended to demonstrate the applicability of the method. The results showed that the Neural Networks algorithm presented similar performance to those of other algorithms and was validated as adequate to the modeling task. Still in the research context, an algorithm based on a sampling technique called the Jackknife was integrated to the openModeller, to be applied in the pre-analysis step. Tests related to the running time were carried out and a parallel version of this algorithm was developed.

Os grandes carnívoros necessitam de vastos territórios para sobreviver em longo prazo, sendo que sua coexistência com humanos é fundamental, porém gera conflitos. O objetivo geral dessa tese é integrar a conservação de grandes carnívoros ao processo de planejamento de uso e ocupação da terra do estado de São Paulo. Para isso os objetivos específicos são: (1) sistematizar, espacializar e analisar a ocorrência de grandes carnívoros, estabelecendo correlações com os padrões de uso e ocupação da terra, variáveis climáticas e topográficas; (2) estabelecer áreas prioritárias para conservação de grandes carnívoros no estado de São Paulo; e (3) caracterizar os padrões de uso e conservação da terra nos municípios indicando necessidades e oportunidades para conservação (ênfase em Brotas-SP). O delineamento desse estudo foi feito buscando a aplicação de Modelos de Distribuição de Espécies - MDEs (espécies estudadas: Chrysocyon brachyurus, Leopardus Pardalis e Puma concolor) em uma abordagem de Planejamento Sistemático da Conservação - PSC. Para isso, foi aplicado o algoritmo MAXENT para as análises de distribuição das espécies e o algoritmo ZONATION para análises de priorização espacial e identificação de áreas prioritárias para conservação. Os modelos gerados mostraram alto desempenho (AUCs ≥ 0.8) e foram significantes (p ≤ 0.05) para o limite de corte mais inclusivo considerado \"minimum training presence\". Apesar da plasticidade das espécies estudadas, a variável porcentagem de vegetação nativa foi uma das três mais importantes para os modelos gerados. A distribuição das espécies abrange tanto paisagens naturais quanto paisagens antropizadas, porém as áreas com alta adequabilidade ambiental (acima de 0.5) se concentram em regiões com vegetação nativa remanescente e em sua maior parte não estão protegidas em Unidades de Conservação de Proteção Integral. Os resultados das análises de priorização espacial mostraram prioridades altas para os carnívoros concentradas na região central do estado de São Paulo, onde existem conflitos entre a demanda por áreas para conservação e a demanda por áreas para desenvolvimento humano. Recomenda-se a ampliação das UCPIs nessa região e ações de manejo e conservação em propriedades privadas (ex. Reservas Legais e Áreas de Preservação Permanente). Tanto as prioridades para conservação como as prioridades para desenvolvimento são muito diferentes entre os municípios do estado de São Paulo. Sendo assim, as estratégias precisam ser elaboradas caso a caso em escala municipal. Brotas possui localização estratégica na conservação de grandes carnívoros com alta porcentagem de áreas núcleo e alto potencial ecoturístico, sendo recomendada a expansão de UCPIs e a restauração da vegetação nativa para ampliar a proteção de grandes carnívoros. Os resultados desse estudo devem informar o processo de tomada de decisão (Ex. Planos de Ação para Conservação de Espécies Ameaçadas; Zoneamentos; Avaliações de Impactos Ambientais) e a abordagem metodológica serve como um modelo para orientar processos semelhantes que visam à conservação de espécies em outras regiões. / Large carnivores need large territories to survive in long term, requiring the use of existing protected areas and private properties with many land uses types and human occupation levels for dispersion and as additional habitat. Thus, the coexistence between large carnivores and humans is essential. However, it leads to conflicts of interest. The overall objective of this thesis is to integrate the conservation of large mammals to land use planning process in São Paulo State, Brazil. For this, the specific objectives are: (1) to systematize, to spatialize and to analyze the occurrence of large mammals, establishing correlations between large mammals distribution and land use patterns, climatic and topographic variables; (2) to establish priority areas for conservation of large mammals in São Paulo State; and (3) to characterize the land use and conservation patterns in São Paulo\'s municipalities (emphasis in Brotas-SP). The design of this study aimed to apply Species Distribution Models tools (species studied: Chrysocyon brachyurus, Leopardus Pardalis and Puma concolor) in an approach of Systematic Conservation Planning. For this, MAXENT algorithm was applied for species distribution modelling and Zonation algorithm was applied for spatial prioritization analysis and conservation priority areas identification. All models were significant (p ≤ 0.05) considering the minimum training presence threshold showing high performance (AUC ≥ 0.8). Despite the plasticity of the species, the variable percentage of native vegetation was one of the top three most important for all models. The distribution of the species covers both natural and disturbed landscapes, but high environmental suitability areas (up to 0.5) concentrate in regions with native vegetation fragments. However the most part of these areas are not protected by law. Spatial prioritization results showed high priorities for carnivores concentrate in the central region of São Paulo, where there are conflicts there are both high demand for carnivore conservation and high demand for human development. Conservation strategies need to be developed case by case because both priorities for conservation and priorities for development were showed very different between the municipalities. For example, Brotas is strategic for carnivore\'s conservation, having high percentage of core areas in its territory and high ecotourism potential. However the percent of native vegetation cover is low. Therefore, it is recommended protected areas expansion and native vegetation restoration to increase the protection of large carnivores in Brotas. This study highlights the importance of a landscape planning approach to improve the conservation outlook for large mammals, including not only the establishment and management of protected areas, but also native habitat conservation and management on private lands. Importantly, the results may inform environmental policies and land use planning in São Paulo State, Brazil (e.g. Action Plan for Conservation of Endangered Species; Zoning; Reviews of Environmental Impacts), and it serves as a useful model to guide similar process for other large-carnivore species world-wide.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:30:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2387526 bytes, checksum: 1c1a1ee21f9822c506e9add7896843e9 (MD5) Previous issue date: 2009-07-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The existence of global climate change caused by anthropogenic impacts and the importance of predicting its biological effects have revived the interest in understanding abundance and distribution determining factors. Several methods that allow the creation of climate based ecological niche models can be used to predict species potential distribution and the effects that climate change can have over distributional areas. Building such models can help the understanding on how climate can determine species distributions, as well as indicating pest infestation risk areas. Chlosyne lacinia caterpillars are a major sunflower (Helianthus annuus) pest on Brazil, and its attacks at 50 and 70 days old plants can reduce the productivity up to 80%. This work aimed at areas with suitable climate for the current and future potential occurrence of C. lacinia and its subspecies at the American continent, and for sunflower culture in Brazil. The models were created using Mahalanobis distance and Maximum Entropy (Maxent) methods, for C. lacinia and the subspecies C. l. adjutrix, C. l. crocale, C. l. lacinia and C. l. saundersii. According to AUC (area under the sensibility versus specificity curve) values, model performance were great, which explains the similarity of results from both methods. The results showed that it is possible that the whole species distribution may not be altered by climate changes, but the intra-specific variation will be largely affected. C. l. saundersii distribution is expected to shrink and be isolated, and C. l. adjutrix can loose all suitable areas. However, hese results can be affected by the gene flow between subspecies. The areas with suitable climates for sunflower culture in Brazil are expected descrease, although it is possible that genetic improvement efforts can surpass climatic limitations, allowing the occupancy of areas not predicted by the modeling, and avoiding the effect of the pest. Even though distribution modeling methods are seldom used for pest distribution predictions, its usage proved to be an interesting method for obtaining information about the species and the intra-specific variation. / A existência de alterações climáticas globais como conseqüência de impactos antropogênicos e a importância de prever seus efeitos biológicos reavivaram o interesse em compreender os fatores que determinam a abundância e a distribuição dos organismos. Existem vários métodos que permitem a criação de modelos de nicho ecológico baseados em clima, que podem ser usados para prever a distribuição potencial de espécies e os potenciais efeitos de mudanças climáticas em sua área de distribuição. A construção destes tipos de modelos pode auxiliar a compreender como o clima pode controlar a distribuição das espécies, como também indicar áreas de risco para a infestação de pragas. Lagartas de Chlosyne lacinia, no Brasil, são uma das principais pragas de girassol, Helianthus annuus, e o seu ataque aos 50 e 70 dias de idade das plantas reduz a produtividade em até 80%. O objetivo desse trabalho foi determinar as áreas com clima favorável para a ocorrência potencial atual e futura de C. lacinia e de suas subespécies no continente americano, e para a plantação de girassol no Brasil. Os modelos foram criados utilizando-se os métodos de distância de Mahalanobis e Maximum Entropy (Maxent), para a distribuição da espécie C. lacinia, e das subespécies C. l. adjutrix, C. l. crocale, C. l. lacinia e C. l. saundersii. De acordo com os valores de AUC (área sob a curva de sensibilidade versus especificidade) os modelos foram bastante satisfatórios, o que também justifica a semelhança na distribuição das espécies entre ambos os modelos. Os resultados mostram que é possível que a distribuição de uma espécie não se altere como função das mudanças climáticas, mas que a variação intra-específica seja largamente afetada. A subespécie C. l. saundersii apresenta uma possível diminuição da áreas de distribuição potencial e um isolamento geográfico, enquanto a subespécie C. l. adjutrix, futuramente, não apresentará áreas de adeqüabilidade. No entanto, esses resultados podem ser alterados devido ao fluxo gênico existente na espécie. As áreas de clima adequados para a plantação de girassol no Brasil devem sofrer uma diminuição, embora os esforços na realização de melhoramento genético nessa cultura possa transpor as limitações climáticas, fazendo com que haja plantações em áreas não previstas pelos modelos e a diminuição do efeito da praga na cultura. Embora esses métodos não sejam muito utilizados para a predição de áreas adequadas para pragas, o uso de modelos de distribuição mostrou-se uma ferramenta interessante para a obtenção de dados sobre a espécie e de variações intra-específicas.