Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-02-22T12:21:27Z No. of bitstreams: 1 TeseVSS.pdf: 3644712 bytes, checksum: 52a7af0e0f9047b3892c1fad788e80a2 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-03-16T19:27:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseVSS.pdf: 3644712 bytes, checksum: 52a7af0e0f9047b3892c1fad788e80a2 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-03-16T19:27:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseVSS.pdf: 3644712 bytes, checksum: 52a7af0e0f9047b3892c1fad788e80a2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-16T20:10:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseVSS.pdf: 3644712 bytes, checksum: 52a7af0e0f9047b3892c1fad788e80a2 (MD5) Previous issue date: 2016-11-18 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Community ecology aims to disentangle the relative influence of the drivers of community assembly. My thesis is composed of four chapters with different focus on the drivers of assembly in natural and simulated communities. In the first chapter we studied stream aquatic insects over 600 km extension. We found that the phylogenetic structure of communities had a spatial signature, suggesting dispersal limitation. We found that large insects, with high flight capacity and with univoltine life cycles were the most affected by spatial distance. We suggest that the number of generation per year and hence the number of dispersal events is a strong factor for the distribution of aquatic insects. In the second chapter we studied the assembly of stream insects over a smaller scale in the Itanhaém river basin. We were interested on the influence of competition and environmental filtering on the functional and phylogenetic structure of insects. If environmental filtering was strong, traits of respiration type and pollution sensitivity should be more similar than expected by chance, while if competition was strong we should find less similarity in feeding strategies among co-occurring taxa. We found evidence of environmental filtering but not of strong competition. Additionally, we found common co-occurrence of ancient clades of aquatic insect orders, likely due to the stability of stream habitats along evolutionary scale. In the third chapter we also investigated competition and environmental filtering, but we used odonates, a group with aggressive behavior against visually similar species. This happen because it cannot properly identify if a similar individual is a mate competitor or not. Even in this case, we found more evidence of environmental filtering, likely because related odonates have similar reproductive strategies linked to specific riverine characteristics, forcing these related species to co-occur. In the fourth chapter we were interested again on the signatures of competition, however we used computational simulations to generate communities assembled by competition. We aimed to identify if the observational approach could indeed identify competitive exclusion. Simulated communities were generally composed of similar species, because species with small competitive difference do not exclude each other. Strikingly, we commonly found random patterns owing to the relaxed competition diluted among multiple species. In conclusion, we found that the assembling of natural and simulated communities is influenced by dispersal and history on the regional scale, and by environmental filtering on the local scale. The influence of competition is still open to questioning given the lack of reliability of the traditional observational approach. / A ecologia de comunidade visa separar a influência relativa de diferentes processos na montagem de comunidades naturais. Minha tese é composta por quatro capítulos com diferentes focos sobre os processos de montagem de comunidades naturais e simuladas. No primeiro capítulo, estudamos insetos aquáticos de riachos ao longo de 600 km. Descobrimos que a estrutura filogenética de comunidades tinha uma assinatura espacial, sugerindo limitação de dispersão. Descobrimos que grandes insetos, com capacidade de voo alta e com apenas um ciclo de vida ao ano foram os mais estruturados espacialmente. Sugerimos que o número de gerações por ano e, consequentemente, o número de eventos de dispersão é um forte fator para a distribuição de insetos aquáticos. No segundo capítulo, estudamos a montagem de insetos em uma escala menor, na bacia do rio Itanhaém-SP. Nosso interesse foi na competição e filtragem ambiental sobre a estrutura funcional e filogenética de insetos aquáticos. Se a filtragem ambiental fosse forte, atributos de respiração e sensibilidade à poluição deveriam ser mais semelhantes do que o esperado ao acaso, enquanto que, se a competição fosse forte deveríamos encontrar uma menor semelhança em estratégias de alimentação entre taxa coocorrentes. Encontramos evidências de filtragem ambiental, mas não de forte competição. Além disso, encontramos coocorrência de insetos aquáticos de clados antigos, provavelmente devido à estabilidade dos habitats de riachos ao longo da escala evolutiva. No terceiro capítulo, também investigamos a competição e a filtragem ambiental, mas usamos libélulas, um grupo com o comportamento agressivo contra espécies visualmente semelhantes. Isto acontece porque elas não identificam corretamente se um indivíduo é um competidor por parceiros da mesma espécie, ou não. No mesmo estudo, encontramos mais evidências de filtragem ambiental, provavelmente porque libélulas aparentadas têm estratégias reprodutivas semelhantes ligadas a características específicas dos rios, forçando estas espécies aparentadas a coocorrer. No quarto capítulo estávamos interessados novamente na competição, no entanto, usamos simulações computacionais para gerar comunidades influenciadas pela competição. Objetivamos identificar se a abordagem observacional poderia realmente identificar exclusão competitiva. Comunidades simuladas foram compostas por espécies semelhantes, porque as espécies com poucas diferenças competitivas não se excluem mutuamente. Surpreendentemente, nós comumente encontramos padrões aleatórios, devido à competição relaxada diluída entre múltiplas espécies. Concluindo, nós identificamos que a montagem de comunidades naturais e simuladas é influenciada pela dispersão e história na escala regional, e pela filtragem ambiental na escala local. A influência de competição ainda está aberta a perguntas, dada à falta de confiabilidade que encontramos na abordagem observacional tradicional.

Orientador: Tadeu Siqueira / Resumo: A natureza é ruidosa. Passarinhos gorjeiam enquanto o vento silva ao pentear os campos com abelhas e seus zunzuns rondando flores. Desatentos, deixamos de notar uma incrível quantidade de elementos retumbando em nosso entorno. No entanto, cada som parte de uma fonte, deixando uma pista sobre a situação na qual foi produzido. Podemos identificar a espécie de passarinho pelo seu canto, e, quem sabe, revelar a passagem de uma espécie migratória. A imagem de um campo nos é desperta ao escutar o vento soprando por gramíneas, que ressoaria diferente se soprasse por uma floresta. Por conseguinte, podemos registrar a atividade acústica dos organismos e descrever as dinâmicas de ecossistemas através de um conjunto de técnicas oferecidas pelo monitoramento acústico passivo. Além disto, os diversos sons emitidos por animais são produzidos sobretudo para fins reprodutivos e territoriais. Sua produção possui elevado custo energético e influencia se a performance de um organismo resultará em saldo positivo para a perpetuação de seus descendentes. Diante disso, alguns percalços no caminho entre a emissão e a recepção desses sons podem adulterar suas características e inviabilizar seu reconhecimento. Por serem ondas mecânicas, a vegetação pode refratar e absorver elementos dos sons emitidos por animais. Ou ainda, em grandes agregações, como os coros por aves no amanhecer e por anuros e invertebrados ao ocaso, os diversos sons podem gerar interferências. Em ambos os casos, a degradação sonora... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Nature is noisy. Birds chirps while the wind whistle when brushing the fields, with bees buzzing around flowers. Meanwhile, our absence of mind prevents us to notice many elements rumbling on our surroundings. However, each sound has a source that leaves clues about the situation in which it was produced. The songbird can be identified by its song and eventually reveal the passage of a migratory species. The wind blowing through the grass quickly resemble the image of a field that would otherwise sound different if it blew through a forest. Therefore, such acoustic activity of the organisms can be recorded and used to describe ecosystems dynamics through a set of techniques included in passive acoustic monitoring. In addition, sounds emitted by animals are produced mainly for reproductive and territorial purpose. Its production is costly and influences whether the performance of an organisms will lead a positive balance for the perpetuation of its descendants. As such, obstacles on the path between sound emission and reception may distort its characteristics and impair sound recognition. As sound are mechanical waves, vegetation can refract and absorb elements on the acoustic signal, or in large aggregations, such as dawn bird chorus and dusk anuran and invertebrate choruses, an abundance of animal sounds can generate interferences. In both cases, sound degradation may compromise species’ reproductive success. On the contrary, another perspective predicts that such obstacles ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

A legislação ambiental brasileira obriga a maioria das propriedades rurais a ter Áreas de Preservação Permanente (APPs), que são áreas naturais protegidas devido à fragilidade física e ecológica, e Reserva Legal (RL), cuja função é a conservação da biodiversidade e a exploração sustentável. Em vista do passivo ambiental nas propriedades rurais brasileiras, no que se refere à RL, há uma demanda por estudos que buscam discutir estratégias para a recuperação dessas áreas. A possibilidade de exploração da RL gera uma expectativa de retorno econômico, ao mesmo tempo que essas áreas prestarão serviços ecossistêmicos importantes para a sociedade. Avaliações da regeneração natural sob plantios florestais homogêneos têm demonstrado que florestas plantadas para fins comerciais podem atuar como catalisadoras da regeneração natural a depender do manejo. Contudo, poucos estudos avaliaram a regeneração sob plantios puros de espécies nativas em regiões tropicais. Nesse contexto, para dar suporte à seleção de modelos que possam ser implementados na RL, em áreas cuja vegetação original seja de fisionomia florestal, testamos o \"modelo de mosaico\", que seria composto por pequenos talhões puros. Para tanto, utilizamos parâmetros de estrutura, riqueza, diversidade funcional e potencial econômico para avaliar plantios homogêneos (PH) de espécies nativas. No capítulo 1 comparamos PH com i) plantios mistos de espécies nativas e ii) com florestas nativas de referência em diferentes graus de conservação, visando avaliar se os PHs podem, em longo prazo, promover a conservação de biodiversidade e manutenção de processos ecológicos. No capítulo 2 avaliamos se a sucessão ecológica em PH é condicionada pelos atributos da espécie plantada ou por atributos abióticos, para identificar fatores que possam limitar o sucesso desses plantios. No capítulo 3 avaliamos se a exploração sustentável de madeira em RL a partir de PHs, que não foram manejados, é uma atividade economicamente viável frente a outros tipos de investimentos de longo prazo e outras opções de compensação de RL. Do ponto de vista ecológico, verificamos que PH com espécies nativas, que não sofreram manejo, podem, em longo prazo, promover a restauração das comunidades vegetais características de florestas semideciduais, tanto no aspecto estrutural, quanto na biodiversidade e funcionalidade. Os plantios homogêneos estudados apresentaram valores semelhantes para esses atributos ecológicos em relação a florestas de referência, inclusive às florestas maduras, que seriam a meta ideal de restauração. Em longo prazo, a estrutura (densidade e área basal) e o nível de riqueza das comunidades de plantas lenhosas sob esses plantios são muito pouco influenciados por filtros bióticos ou abióticos. O ritmo de crescimento da espécie plantada foi o único atributo que explicou parcialmente a riqueza e a densidade de indivíduos adultos nos plantios, embora não tenha exercido influência sobre a composição de espécies na comunidade em regeneração. Do ponto de vista econômico, verificamos que PHs de espécies nativas que não tiveram tratos silviculturais ao longo do seu desenvolvimento apresentaram valores para a taxa interna de retorno inferiores à poupança e valor presente líquido negativos. A compensação da RL por meio de arrendamento foi mais vantajosa do que a recomposição, mesmo considerando a venda de madeira. Destacaram-se os plantios de Handroanthus heptaphyllus, Myracrodruon urundeuva e Anadenanthera colubrina var. colubrina, cujo rendimento conseguiu superar os custos da recomposição, mesmo sem manejo adequado. Este estudo demonstrou que plantios de espécies nativas, ainda que homogêneos, podem ser utilizados para fins de recomposição de reserva legal, como proposto no \"modelo de mosaico\", pois conseguem recuperar a biodiversidade e garantir a funcionalidade dos ecossistemas em longo prazo, ainda que a composição de espécies seja distinta de florestas maduras, como tem sido observado também em plantios heterogêneos. A exploração da madeira, mesmo em áreas não manejadas, contribui para o aumento da rentabilidade de propriedades de pecuária e agricultura em longo prazo. A incorporação de tratos silviculturais adequados pode impulsionar a rentabilidade dessa atividade na RL, desde que sejam respeitadas as especificidades de exploração na RL, de modo a conciliar a produção de madeira com a conservação da biodiversidade. / Environmental legislation in Brazil states that most properties must have Permanently Protected Areas (PPA), which are natural protected areas due to its physical and ecological frailty, and also Legal Reserves (LR), aiming at biodiversity conservation and sustainable management. There is a huge demand for studies on strategies to recover and to manage LR due to environmental liability on rural private properties. Sustainable timber management is allowed in LR, and this may, potentially, provide economic return to the stakeholders, in addition to important ecosystem services to society as a whole. Reviews of natural regeneration under pure forest plantations have shown that planted forests can catalyse natural regeneration. However, few studies have evaluated the regeneration under pure stands of native species in tropical regions. In this context, aiming to support the selection of models that may be implemented in LR in areas which forest was the original vegetation, we tested the \"mosaic model\", which is comprised of small pure stands. We analysed the structure, richness, functional diversity and economical potential of homogeneous stands (HS) of native species. In chapter 1 we compared HSs with i) mixed plantations of native species and ii) reference ecosystems with distinct conservation status, aiming to verifiy if HS can, in the long term, foster biodiversity conservation and sustain ecological processes. In chapter 2 we analysed if ecological succession in HS is constrained by the species planted traits or by abiotic traits, in order to identify which attributes could restrict this type of planting in order to achieve the LR purposes. In chapter 3 we evaluated if sustainable timber exploitation from homogeneous stands, without silviculture practices, in LR is a viable economical activity in comparison with other types of long term investiments and other options for LR compensation. In the long term, from the ecological perspective, homogeneous stands with native species, without management except for the seedlings cultivation during three years after planting, can foster the restoration of seasonal forest plant communities in terms of structure, biodiversity and functionality. The homogeneous stands analysed had similar values for those ecological attributes when compared with reference ecosystems, including pristine forests which is the ultimate goal of restoration projects. In the long term, structure (density and basal area) and woody species richness under these stands are barely influenced by biotic or abiotic filters. Growth rate of the species planted was the only attribute that explained, in part, the richness and density of adult individuals in the stands, although it had no influence over species composition. From the economic perspective, homogeneous stands of native species without silviculture practices throughout their development had internal rates of return lower than saving and negative net present values. Compensation of LR through leasing was most profitable for the property revenue than restoration, even when timber exploitaition was included in the property income. Significant yields were assessed at stands of Handroanthus heptaphyllus, Myracrodruon urundeuva and Anadenanthera colubrina var colubrina, that exceeded the restoration costs, without any silviculture practices. This study demonstrates that native species plantations, even with only a single species, can be considered for the restoration of legal reserve, such as the \"chessboard model\", since they can foster biodiversity recovery and assure ecosystem functioning in the long term, even though species composition are distinct from pristine forests, which has been observed also in mixed plantations. In addition, timber exploitation, even in unmanaged areas, contributes for agriculture and livestock properties revenue in the long term. The incorporation of silviculture practices can bolster timber exploitation yield in the LR, as long as it considers the specificities for this activity in LR, in order to balance timber production with biodiversity conservation.

Orientador: Clarisse Palma da Silva / Resumo: Áreas úmidas são ambientes na interface terrestre e aquática, onde sazonalmente a disponibilidade de água pode estar em excesso ou em escassez. A história geológica da bacia amazônica está intimamente relacionada com a presença de áreas úmidas em grandes extensões espaciais e temporais e em variadas tipologias. Dentre as tipologias de áreas úmidas presentes na Amazônia as áreas alagáveis ao longo das planícies de inundação dos grandes rios são possivelmente as que possuem maior extensão territorial. Esta tese aborda o papel das áreas úmidas para a diversidade de árvores na Amazônia. As florestas que crescem em áreas úmidas possuem menor diversidade de espécies arbóreas em relação às florestas em ambientes terrestres (i.e., florestas de terra-firme); possivelmente devido às limitações ecológicas e fisiológicas relacionadas a saturação hídrica do solo e as inundações periódicas. Entretanto, nas áreas úmidas da Amazônia já foram registradas 3,515 espécies de árvores (Capítulo 2), uma quantidade comparável à da diversidade na Floresta Atlântica. Em relação às florestas de terra-firme da Amazônia, as espécies de árvores que ocorrem em áreas úmidas tendem a apresentar maiores áreas de distribuição e amplitudes de tolerâncias de nicho ao longo da região Neotropical (Capítulo 3). A composição florística e a distância filogenética entre espécies arbóreas nas florestas de várzea da Amazônia central mudam amplamente entre localidades (Capítulo 4). O gradiente ambiental contido entre as ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Wetlands are in the interface of terrestrial and aquatic environments, where seasonally water availability may be in excess or scarcity. Geological history of Amazon basin is closely linked with a huge temporal and spatial extents of wetlands. Nowadays, floodplains (i.e., Vázea and Igapó) are the wetlands with greatest coverage in Amazon. The present thesis is focused on the role of wetlands to tree species diversity in Amazon. Wetland forests have lower tree species diversity than upland forests (i.e., Terra-Firme); most likely due to ecological and physiological limitations. Notwithstanding, in Amazonian wetland forests 3,515 tree species already were recorded, (Chapter 2), which is comparable to tree species diversity in the Atlantic Forest. Wetland tree species show greater ranges sizes and niche breadth compared to tree species do not occur in wetlands (Chapter 3). Floristic compositional turnover and phylogenetic distances between floodplain forests in Central Amazon is high (Chapter 4). The most influential driver of floristic compositional turnover was the geographic distances between localities, whereas phylogenetic distances is driven mainly by the environmental gradients between forests. Furthermore, in general, the most abundant species are those that shows greater co-occurrence associations (Chapter 5). Co-occurrence structure is influenced by biotic interactions like facilitation and competition among species, but also by niche similarities indicated in the evol... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor