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.

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.

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.

Atualmente estamos presenciando mudanças climáticas ao nível global sem precedentes, as quais se tornarão mais severas no decorrer dos anos, podendo causar danos irreversíveis à biodiversidade. Como as espécies irão reagir a essas mudanças e quais ações de conservações devem ser tomadas estão entre os tópicos mais significantes na ecologia atualmente. As mudanças climáticas têm sido apontadas como uma das principais causas de reduções (e alterações) na distribuição geográfica e abundância de muitas espécies, e até mesmo a extinção. Os modelos de nicho ecológico têm sido uma ferramenta muito utilizada a fim de compreender como a distribuição das espécies pode ser afetada pelas mudanças climáticas. Os modelos fornecem valiosas informações sobre o potencial efeito das mudanças climáticas na distribuição futura das espécies, podendo assim ser usado para a compreensão de como e quais espécies podem ser mais afetadas, além dos locais adequados para sua conservação. Uma vez que informações importantes sobre os organismos não são incorporadas nos modelos, é fundamental o conhecimento sobre a biologia e história natural das espécies para a interpretação dos resultados. No presente estudo é aprestada uma revisão sobre o atual estado de conhecimento das quatro espécies do gênero Eunectes em relação à distribuição geográfica, uso do habitat e microhabitat, atividade diária e sazonal, reprodução, tamanho corporal, dieta e status de conservação. Adicionalmente aspectos da história natural de uma população da sucuri verde, Eunectes murinus, foram estudados em locais florestados, na cidade de Bonito, MS, e aqui são apresentados dados sobre movimentação, uso do microhabitat, reprodução e dieta. Ainda, foram desenvolvidos modelos de nicho climático para cada uma das quatro espécies a fim de entender os possíveis impactos das mudanças climáticas nessas espécies em dois cenários futuros. Foram assumidas duas abordagens de dispersão, com livre dispersão e sem dispersão. A partir dos resultados foi possível reconhecer padrões na biologia das espécies de Eunectes, identificar as principais lacunas de conhecimento e sugerir onde esforços em pesquisa devem ser focados. Além disso, importantes dados sobre a história natural da sucuri verde (E. murinus) foram registrados. Foi observado que, em relação à movimentação, dieta e reprodução, aparentemente a espécie mantém o padrão já registrado em estudos anteriores. Entretanto, o uso do microhabitat diferiu substancialmente, tendo sido encontrado um número muito elevado de indivíduos utilizando árvores. As projeções futuras indicam que, para o intervalo entre os anos de 2061-2080, todas as espécies, menos E. notaeus, perderão grande quantidade de hábitat climaticamente adequado, sendo E. deschauenseei a mais afetada (100% de perda com e sem dispersão no pior cenário). Ainda, as análises apontam que haverá uma mudança de local adequado para a potencial ocorrência de três espécies. Sem dispersão, todas as espécies perderão área, sendo que E. beniensis perderá 100% de habitat adequado em ambos os cenários de alterações climáticas. As informações geradas por este estudo ajudam a melhorar a compreensão da ecologia, história natural e distribuição das espécies do gênero, bem como indica quais as espécies poderão ser mais prejudicadas pelas mudanças climáticas em curso. Finalmente, os resultados fornecem subsídios para a formulação de planos de conservação, indicando importantes áreas que poderão servir de refúgio climático para as espécies / We are currently witnessing unprecedented global climate change, which will become more severe over the years and can cause irreversible damage to biodiversity. How species will react to these changes and what conservation actions should be taken are among the most significant topics in ecology today. Climate change has been identified as a major cause of reductions (and changes) in geographic distribution and abundance of many species, and even extinction. Ecological niche models have been widely used in order to understand how the distribution of species can be affected by climate change. The models provide valuable information on the potential effect of climate change on the future distribution of species and can be used to assess how and which species may be most affected, as well as the appropriate sites for their conservation. Since important information about the species is not incorporated into the models, the knowledge about their biology and natural history is crucial for interpretating the results. In the present study a review is presented on the current state of knowledge about the four species of the genus Eunectes in relation to geographic distribution, habitat and microhabitat use, daily and seasonal activity, reproduction, body size, diet and conservation status. In addition, natural history aspects of a green anaconda (E. murinus) population were studied in forested sites in the Bonito municipality, Mato Grosso do Sul state, Brazil, where data on movement, microhabitat use, reproduction and diet are presented. Furthermore, climate niche models were developed for each of the four species in order to understand the possible impacts of climate change under two future scenarios.Two dispersion approaches were performed, with \"free dispersion\" and \"no dispersion\". It was possible to recognize patterns in the biology of Eunectes species, identify the main knowledge gaps and to suggest where research efforts should be focused. Moreover, important data on the natural history of the green anaconda (E. murinus) were recorded. It was observed that, in relation to movement, diet and reproduction, the species apparently maintains the pattern recorded in previous studies. However, the use of the microhabitat differed substantially, with a very high number of individuals being found on trees. Future projections indicate that, for the interval between the years 2061-2080, all species, but E. notaeus, will lose a large amount of climatically suitable habitat, with E. deschauenseei being the most affected (100% loss with and without dispersion in the worst scenario). Future projections also indicate that there will be a shift in the distribution of suitable habitat for the potential occurrence of three species. Without dispersion, all species will lose area, and E. beniensis will lose 100% of suitable habitat in both climate change scenarios. The information generated by this study helps to improve the knowledge about the ecology, natural history and distribution of the species of Eunectes, as well as indicates which species may be most affected by ongoing climate change. Finally, the results provide subsidies for the formulation of conservation plans, indicating important areas that could serve as a climate refuge for the species

A modelagem de distribuição de espécies é uma técnica cuja finalidade é estimar modelos baseados em nichos ecológicos. Esses modelos podem auxiliar nos processos de tomadas de decisões, no planejamento e na realização de ações que visem a conservação e a preservação ambiental. Existem diversas ferramentas projetadas para modelagem de distribuição de espécies, dentre elas o framework openModeller, na qual este trabalho está inserido. Várias técnicas de Inteligência Artificial já foram utilizadas para desenvolver algoritmos de modelagem de distribuição de espécies, como Entropia Máxima. No entanto, as ferramentas estatísticas tradicionais não disponibilizam pacotes com o algoritmo de Entropia Máxima, o que é comum para outras técnicas. Além disso, apesar de existir um software gratuito específico para modelagem de distribuição de espécies com o algoritmo de Entropia Máxima, esse software não possui código aberto. Assim, a base deste trabalho é a investigação acerca da modelagem de distribuição de espécies utilizando Entropia Máxima. Desta forma, o objetivo principal é definir diferentes estratégias para o algoritmo de Entropia Máxima no contexto da modelagem de distribuição de espécies. Para atingir esse objetivo, foram estabelecidos um conjunto de alternativas possíveis a serem exploradas e um conjunto de métricas de avaliação e comparação das diferentes estratégias. Os resultados mais importantes desta pesquisa foram: um algoritmo adaptativo de Entropia Máxima, um algoritmo paralelo de Entropia Máxima, uma análise do parâmetro de regularização e um método de seleção de variáveis baseado no princípio da Descrição com Comprimento Mínimo (MDL Minimum Description Length), que utiliza aprendizagem por compressão de dados. / Species distribution modeling is a technique the purpose of which is to estimate models based on ecological niche. These models can assist decision making processes, planning and carrying out actions aiming at environmental conservation and preservation. There are several tools designed for species distribution modeling, such as the open- Modeller framework, in which this work is inserted. Several Artificial Intelligence techniques have been used to develop algorithms for species distribution modeling, such as Maximum Entropy. However, traditional statistical tools do not offer packages with the Maximum Entropy algorithm, which is common to other techniques. Furthermore, although there is specific free software for species distribution modeling with the Maximum Entropy algorithm, this software is not open source. The basis of this work is the investigation of the species distribution modeling using Maximum Entropy. Thus, its aim is to define different strategies for the Maximum Entropy algorithm in the context of the species distribution modeling. For this, a set of possible alternatives to be explored and a set of metrics for evaluation and comparison of the different strategies were established. The most important results were: an adaptive Maximum Entropy algorithm, a parallel Maximum Entropy algorithm, an analysis of the regularization parameter and a variable selection method based on the Minimum Description Length principle, which uses learning by data compression.

A área de pesquisa científica, denominada computação e biodiversidade, tem por desafio suprir a demanda por tecnologias de apoio à conservação da biodiversidade, fornecendo ferramentas computacionais aplicadas ao estudo da biodiversidade. Os modelos de distribuição geográfica de espécies têm uma importante contribuição para o entendimento da biodiversidade e no apoio para a tomada de decisão em conservação dos recursos de biodiversidade. Os resultados da modelagem de distribuição de espécies, não apresentam com clareza os tratamentos aplicados aos dados na etapa de pré-análise e os critérios de seleção das variáveis preditoras, o que agrava a incerteza quanto aos resultados obtidos e prejudica a reprodutibilidade do experimento. Assim, o objetivo desta pesquisa é apresentar o processo de modelagem de distribuição de espécie com destaque para as atividades de pré-análise e atividades de seleção das variáveis preditoras. O processo de modelagem de distribuição de espécies proposto é avaliado por meio de estudo de caso de Modelagem de Distribuição de Espécies do polinizador Centris hyptidis e das plantas oleaginosas Angelonia campestris e Angelonia cornigera, que considera como fator biótico a especialização da interações entre essas plantas e o polinizador. Neste estudo de caso pode-se verificar que a aplicação de técnicas estatísticas exploratórias de dados na etapa de pré-análise do processo de modelagem distribuição de espécies permite a avaliação da qualidade dos pontos de ocorrência, essenciais para o desempenho preditivo do modelo final. / The area of research called biodiversity informatics, or bioinformatics, has to face the challenge of meeting the demand for technologies to support the conservation of biodiversity, providing computational tools applied to the study of biodiversity. The models of geographic distribution of species have a fundamental implication for understanding the biodiversity and conservation decision making. Researches on modeling species distributions generally do not present clearly the treatments applied to the data in the pre-analysis and criteria for selection of predictor variables, which increases the uncertainty regarding the results and affect the reproducibility of experiment. The objective of this research is to present the process of species distribution modeling with emphasis on the activities of pre-analysis and activities selection of the predictor variables, such as to favor its repeatability and reproducibility by other researchers. The process of modeling species distribution proposed is validated on a case study of modeling distribution of pollinator species Centris hyptidis and oilseed Angelonia campestris and Angelonia cornigera, a biotic factor that considers the specialization of these interactions between plants and pollinators. In this case study we can observe one of the main contributions of this work: the application of statistical techniques for data exploration in the pre-analysis of species distribution modeling process, with improved capacity for evaluation and selection of points of occurrence essential to the performance of the predictive model.