Lakes in the Adirondack Park (NY, USA) are undergoing chemical recovery from acidification. There is now a pressing research need to define recovery targets for acid-impacted sites. Researchers attempting to designate such targets are hampered by two issues: 1) a lack of long-term monitoring data, and 2) the influence of multiple stressors on recovering lakes. This thesis addresses both difficulties by applying paleolimnological techniques within a regional reference lake framework. Using a set of stringent selection criteria, 31 lakes protected from acidification, eutrophication, road salt seepage, and piscivore introductions were identified from 1,469 Adirondack lakes. Ordination techniques showed that the lakes are representative of 24-36% of the chemical/morphological variation of Adirondack lakes. Qualitative and quantitative historic analyses found that many of the lakes experienced early watershed and/or fisheries disturbance, highlighting the danger of assuming that a lake’s condition remains static over time. A top-bottom paleolimnological study revealed that the reference lakes have undergone a ‘shifting baseline’ in species assemblages, with increases in colonial and/or warm-water chrysophyte taxa from pre-1900 to present, changes most likely due to regional warming and/or oligotrophication. A subset of three reference lakes were then paired with two Adirondack lakes that acidified and are undergoing chemical recovery from acidification. The acidified lakes underwent a significant shift in species composition since the 1995 implementation of the US Acid Rain Program, indicating biological recovery from acidification. However, both reference and acidified lakes showed increases in colonial chrysophytes since ca. 1970-1980, a trend correlated with mean annual air temperature and ice-cover measures in the two reference lakes. Long-term species changes in acidified/reference lakes suggest that the recovering lakes will not return to their pre-disturbance state but will instead move to a state characterized by an increased abundance of colonial taxa/warm-water species. Overall, this thesis demonstrates the utility of pairing paleolimnological techniques with a regional reference site dataset for tracking shifting baselines and defining recovery targets, a method that could be applied to examine other stressors in other regions, thereby addressing a critical management need. / Thesis (Ph.D, Biology) -- Queen's University, 2014-05-03 13:17:09.613

A diminuição de habitats tem como consequência a perda de biodiversidade, a mata Atlântica é o Bioma que comporta maior biodiversidade no mundo e devido à ocupação e exploração desordenada ocupa a posição de ecossistema mais ameaçado do planeta, perdendo assim, processos ecológicos, evolutivos, diversidade genética, populações e espécies. Devido a este cenário, a reparação dos danos ambientais gerados tornou-se algo urgente, gerando um campo chamado Ecologia da restauração. Os plantios florestais realizados para restauração das áreas utilizam somente espécies arbóreas, pois se espera que assim seja formada uma estrutura que catalise a sucessão secundária. Porém diversos estudos revelam que mesmo após anos de plantio outras formas de vida não voltam a regenerar com facilidade. O presente trabalho teve como objetivo geral avaliar o comportamento das espécies arbustivas em sua germinação e na recolonização de ambientes em recuperação com diferentes idades, visando auxiliar a utilização de espécies arbustivas em projetos de restauração florestal. Foram utilizadas sementes de 15 espécies arbustivas para avaliação da porcentagem de germinação, velocidade de germinação e Índice de velocidade de germinação, sendo que com Conchocarpus pentandrus (A. St.-Hil.) Kallunki & Pirani foi realizado também teste de armazenamento. Cinco das 15 espécies utilizadas obtiveram boa porcentagem de germinação sem nenhum tratamento prévio de quebra de dormência e Conchocarpus pentandrus obteve melhor taxa de porcentagem de germinação quando armazenado em embalagem permeável por até 3 meses. Para a regeneração natural foram feitas 6 parcelas de 6x8m em áreas com idades de plantio de 4, 7, 12, 15 e 20 anos e mais 6 parcelas em áreas nativas de referência. As áreas estão aumentando sua riqueza e diversidade com o passar do tempo, porém ainda estão longe dos valores atingidos pelas áreas de referência. Poucas arbustivas foram encontradas se regenerando, sendo a maioria arbustos de pequeno porte. / Habitat conversion leads to losses in biodiversity. The Atlantic Forest is that biome that hosts the greatest biodiversity in the world and, due to its unplanned occupation and exploitation, it became the most threatened ecosystem in the planet. It has been losing ecological and evolutionary processes, genetic diversity, ecosystems, populations and species. Because of this scenario, reparation of environmental damage has become vital, which brings up the need for the field of ecological restoration. Forest plantations aiming ecological restoration mostly use only tree species, hoping to achieve a structure that may catalyze secondary succession. However, several studies reveal that even after some years other life forms do not start regenerating easily, mainly in the state of São Paulo where remnant forests are very fragmented. This study aimed to evaluate the behavior of shrub species during germination and recolonization of recovering environments of different ages in order to help better use shrub species in restoration projects. Seeds of 15 shrub species were used to evaluate germination percentage, germination velocity and germination velocity index. Storage test was also performed only for Conchocarpus pentandrus (A. St.-Hil.) Kallunki & Pirani. Five out of 15 species used showed good germination percentage with no previous treatment to overcome dormancy. Conchocarpus pentandrus showed better germination percentage rate when stored in permeable containers for up to 3 months. For natural regeneration, six plots measuring 6x8m were established in plantations of different ages (4, 7, 12, 15 and 20 year-old. Areas are increasing in richness and diversity along the years, but are still far from values of reference sites. A few shrubs were found regenerating and most of them are small shrubs.

A diminuição de habitats tem como consequência a perda de biodiversidade, a mata Atlântica é o Bioma que comporta maior biodiversidade no mundo e devido à ocupação e exploração desordenada ocupa a posição de ecossistema mais ameaçado do planeta, perdendo assim, processos ecológicos, evolutivos, diversidade genética, populações e espécies. Devido a este cenário, a reparação dos danos ambientais gerados tornou-se algo urgente, gerando um campo chamado Ecologia da restauração. Os plantios florestais realizados para restauração das áreas utilizam somente espécies arbóreas, pois se espera que assim seja formada uma estrutura que catalise a sucessão secundária. Porém diversos estudos revelam que mesmo após anos de plantio outras formas de vida não voltam a regenerar com facilidade. O presente trabalho teve como objetivo geral avaliar o comportamento das espécies arbustivas em sua germinação e na recolonização de ambientes em recuperação com diferentes idades, visando auxiliar a utilização de espécies arbustivas em projetos de restauração florestal. Foram utilizadas sementes de 15 espécies arbustivas para avaliação da porcentagem de germinação, velocidade de germinação e Índice de velocidade de germinação, sendo que com Conchocarpus pentandrus (A. St.-Hil.) Kallunki & Pirani foi realizado também teste de armazenamento. Cinco das 15 espécies utilizadas obtiveram boa porcentagem de germinação sem nenhum tratamento prévio de quebra de dormência e Conchocarpus pentandrus obteve melhor taxa de porcentagem de germinação quando armazenado em embalagem permeável por até 3 meses. Para a regeneração natural foram feitas 6 parcelas de 6x8m em áreas com idades de plantio de 4, 7, 12, 15 e 20 anos e mais 6 parcelas em áreas nativas de referência. As áreas estão aumentando sua riqueza e diversidade com o passar do tempo, porém ainda estão longe dos valores atingidos pelas áreas de referência. Poucas arbustivas foram encontradas se regenerando, sendo a maioria arbustos de pequeno porte. / Habitat conversion leads to losses in biodiversity. The Atlantic Forest is that biome that hosts the greatest biodiversity in the world and, due to its unplanned occupation and exploitation, it became the most threatened ecosystem in the planet. It has been losing ecological and evolutionary processes, genetic diversity, ecosystems, populations and species. Because of this scenario, reparation of environmental damage has become vital, which brings up the need for the field of ecological restoration. Forest plantations aiming ecological restoration mostly use only tree species, hoping to achieve a structure that may catalyze secondary succession. However, several studies reveal that even after some years other life forms do not start regenerating easily, mainly in the state of São Paulo where remnant forests are very fragmented. This study aimed to evaluate the behavior of shrub species during germination and recolonization of recovering environments of different ages in order to help better use shrub species in restoration projects. Seeds of 15 shrub species were used to evaluate germination percentage, germination velocity and germination velocity index. Storage test was also performed only for Conchocarpus pentandrus (A. St.-Hil.) Kallunki & Pirani. Five out of 15 species used showed good germination percentage with no previous treatment to overcome dormancy. Conchocarpus pentandrus showed better germination percentage rate when stored in permeable containers for up to 3 months. For natural regeneration, six plots measuring 6x8m were established in plantations of different ages (4, 7, 12, 15 and 20 year-old. Areas are increasing in richness and diversity along the years, but are still far from values of reference sites. A few shrubs were found regenerating and most of them are small shrubs.

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