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Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-03-01T13:33:32Z No. of bitstreams: 1 Bruna de Oliveira Boeni_.pdf: 3880093 bytes, checksum: 44409bac37cd34534884441441dcba95 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-01T13:33:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruna de Oliveira Boeni_.pdf: 3880093 bytes, checksum: 44409bac37cd34534884441441dcba95 (MD5) Previous issue date: 2011-02-25 / CNPQ – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O impacto das espécies exóticas invasoras sobre as espécies nativas nas comunidades e nos ecossistemas tem sido amplamente reconhecido como uma causa importante das mudanças na diversidade global. Estas espécies aumentam suas populações podendo afetar a estrutura e a função dos ecossistemas invadidos. Dentre as espécies exóticas de plantas que invadem ambientes florestais no Brasil, Hovenia dulcis Thunb. é freqüente em áreas que sofreram perturbações. Assim, a primeira parte deste trabalho procurou comparar os parâmetros fitossociológicos e avaliar a riqueza, a estrutura e composição de espécies arbóreas em áreas de floresta secundária em regeneração com e sem a invasão por H. dulcis. A espécie exótica estudada apresentou um dos maiores valores de densidade e área basal, demonstrando sua importância nas áreas onde ocorre. No entanto, estas variáveis estruturais e a riqueza não foram alteradas pela presença da espécie exótica. A composição de espécies sofreu influência da presença da espécie invasora quando se controlou o efeito causado por variáveis ambientais não mensuradas como histórico de perturbação, condições bióticas entre outros que influenciam a dinâmica de sucessão florestal. Isto indica que as variações florísticas entre as unidades amostrais são em maior parte determinadas pela diferença nas condições abióticas e no histórico de cada área e, secundariamente, pela presença de H. dulcis. A abundância e distribuição das espécies de plantas são determinadas em parte durante os estágios iniciais de regeneração, quando estão mais vulneráveis ao seu ambiente imediato. Mudanças no requerimento de fatores bióticos nos diferentes estágios de desenvolvimento ontogenético da planta podem manifestar mudança do nicho de regeneração desta. A disponibilidade de luz, a queda e o acúmulo de serrapilheira são fatores que afetam a estrutura e a dinâmica da comunidade de plantas de maneiras diferentes. Assim, a segunda parte deste estudo pretendeu avaliar se as variáveis ambientais no entorno de indivíduos de H. dulcis diferem durante as fases de desenvolvimento ontogenético: juvenil inicial, juvenil tardio e adulto, procurando verificar se existem alterações no nicho de regeneração em relação às variáveis ambientais; estágio ontogenético e deciduidade sazonal de H. dulcis. As análises mostram diferenças entre os estágios ontogenéticos apenas para abertura de copa e cobertura herbácea. A composição de espécies também variou entre os estágios ontogenéticos. A porcentagem de abertura de copa diferiu entre indivíduos adultos em relação aos juvenis apenas no período não-decidual, em função da dominância de H. dulcis compondo o dossel. Assim, observa-se uma mudança no nicho de regeneração em função da abertura de copa. A copa pouco densa de adultos de H. dulcis acentua o efeito da abertura de copa nestes pontos em relação aos indivíduos juvenis. A profundidade da serrapilheira durante o período decidual foi maior no entorno de adultos e juvenis iniciais. A deciduidade e conseqüente aumento da serrapilheira podem favorecer a sobrevivência e o crescimento das espécies mais exigentes à luz como as secundárias iniciais, em decorrência do aumento na quantidade de luz que chega ao sub-bosque, mas pode afetar negativamente plântulas intolerantes à luminosidade. Os compostos alelopáticos produzidos pelos vegetais provêm do metabolismo secundário e podem estar presentes em diferentes órgãos e tecidos da planta e serem liberados no ambiente de diferentes maneiras. A alelopatia tem sido reconhecida como um importante mecanismo ecológico que influencia a dominância vegetal, podendo determinar a estrutura, composição e a dinâmica de comunidades vegetais. H. dulcis apresenta, entre outros, compostos fenólicos em suas folhas que podem causar mudanças durante o processo de germinação de espécies nativas. Assim, a terceira parte deste trabalho testa os potenciais efeitos alelopáticos das folhas de H. dulcis sobre a germinação e crescimento de raiz e parte aérea de plântulas de Casearia sylvestris. Os extratos aquosos de folhas de H. dulcis apresentaram efeito alelopático em sementes e plântulas de C. sylvestris. Os lixiviados em todas as concentrações reduziram a porcentagem de germinação. Da mesma forma, ocorreu um maior efeito inibitório nas raízes do que na parte aérea das plântulas que pode impedir o futuro estabelecimento dos regenerantes, afetando a tomada de recursos vitais à planta. As sementes em contato com os lixiviados apresentaram uma redução na velocidade de germinação. Com isso, as plântulas de C. sylvestris expostas aos compostos aleloquímicos das folhas de H. dulcis tiveram seu desenvolvimento inicial atrasado em função da espécie exótica. Assim, conclui-se que a grande densidade de indivíduos de H. dulcis corrobora com a invasão desta espécie, que altera a composição de espécies na floresta em regeneração. Ainda, H. dulcis altera seu nicho de regeneração e assim influencia o nicho das espécies nativas regenerantes e ainda apresenta efeitos alelopáticos inibitórios sobre a germinação e desenvolvimento de plântulas de C. sylvestris. / The impact of invasive species on native species has been widely recognized as an important cause of the changes in the global diversity. Invading species are able to affect the structure and function of invaded ecosystems. Among the exotic plant species that invade forests in Brazil, Hovenia dulcis is frequent in areas of secondary vegetation. Thus, the first part of this work compares the phytosociological parameters among areas of secondary vegetation invaded by H. dulcis and areas without this exotic species. H. dulcis presented one of the biggest values of absolute density and basal area, demonstrating its importance for the structure of the areas where it occurs. However, the structural variables and the species richness had not been modified in function of the presence of the exotic species. The species composition was altered by the presence of the invading species when the effects caused by unmeasured variables that influence the dynamics of forest succession were controlled, indicating that variations in the composition among areas are in good part determined by differences in abiotic conditions and history of each area, and secondarily by the presence of H. dulcis. The abundance and distribution of the plant species are determined in part during the initial periods of regeneration, when they are more vulnerable to its immediate environment. Changes in require of biotic factors in the different periods of phases of ontogenetic development of the plant can reveal change of the niche of regeneration of this. The availability of light, the fall and accumulation of litter are factors that affect the structure and dynamics of the plant community in different ways. Thus, the second part of this study intends to evaluate the ambient variables around individuals of H. dulcis during the phases of ontogenetic development from young to old saplings and adults, evaluating changes in the regeneration niche in relation to the ambient variables, the ontogenetic period and the seasonal deciduousness of H. dulcis. The analyses indicated differences among the ontogenetic phases only in canopy opening and herbaceous covering. The species composition around H. dulcis individuals also varied among the ontogenetic phases. The percentage of canopy opening differed between adult individuals in relation to young saplings only in the non deciduous period, probably due to the dominance of the exotic species in the canopy. Thus, a change in the regeneration niche in function of the canopy opening is observed. The low density of the tree crowns of H. dulcis exacerbates the effect of the canopy opening in points where adults are established in relation to young saplings. The litter depth during the deciduous period was higher around adults and young saplings. The deciduousness and consequent increase in the leaf litter can favor the survival and growth of the most light demanding species, such as those typical of the initial stages of forest succession, as a result of the increase in the amount of light that arrives at the understory, which, however, can negatively affects seedling that are intolerant to elevated luminosity. The allelopathic compounds produced by plants come from the secondary metabolism and may be present in different plant tissues, being released to the environment in different ways. The allelopaty has been recognized as an important ecological mechanism that influences the dominance in plant communities, being able to determine the structure, composition and the dynamics of such communities. H. dulcis presents among others phenolic compounds, in its leaves that can cause changes during the process of seed germination of native species. Therefore, the third part of this work tests the potential allelopathic effects of leaf extracts of H. dulcis on the germination and growth of the root and aerial parts of seedlings of Casearia sylvestris. The watery leaf extracts of H. dulcis present allelopathic effect in seeds and seedlings of C. sylvestris. The leaf extracts in all concentrations reduced the germination percentage, and lead to a great inibitory effect in root development that can hinder the future establishment of the plants, affecting the uptake of vital resources. Seeds in contact with the leaf extracts presented a reduction in the germination speed. Thus, seedlings of C. sylvestris exposed to alleloquimic compounds of H. dulcis leaves had its initial development delayed. Thus, one concludes that the great density of individuals of H. dulcis corroborates the invasion for this species that modifies the composition of species in the forest in regeneration. H.dulcis modifies its niche of regeneration and thus it influences the niche of the regenerant native species and still it presents inibitiry allelophatic effect on the germination and development of seedlings of the native species.

La fixation symbiotique d'azote par l'ajonc d'Europe (Ulex europaeus) représente une source importante d'azote dans la forêt cultivée de pins maritimes des 'Landes de Gascogne'. Cette thèse a pour objectif la création d'un modèle conceptuel de dynamique de population de l'ajonc dans la région en vue de la prédiction du flux d'azote associé. Pour cela plusieurs étapes du cycle de vie de l'espèce ont été étudiées: la production et la prédation des graines, puis le recrutement de nouveaux individus depuis le stock de graines du sol. Nos résultats suggèrent que le maintien de cette espèce héliophile à l'ombre de la canopée des pins est facilité par la diminution de l'allocation de ressources à la reproduction, lui permettant de maintenir sa croissance, et par la diminution de la prédation des graines. Par ailleurs, le recrutement de nouveaux ajoncs semble influencé par des facteurs écologiques identifiables (e.g. humidité du sol). Mais ces facteurs sont fortement variables dans l'espace et dans le temps, et aucun micro habitat n'apparait comme plus favorable à la régénération de l'espèce. Ces résultats sont intégrés à un modèle conceptuel, représentant les différentes étapes du cycle de vie de l'espèce, et l'impact des opérations sylvicoles sur ces étapes. Les connaissances issues de cette thèse pourraient aussi bénéficier à d'autres problématiques liées à l'espèce (e.g. c'est une espèce invasive dans de nombreuses régions du monde) et à la compréhension de l'écologie de la régénération des espèces ligneuses. En effet, l'allocation des ressources à la reproduction pourrait être plastique et permettre une réponse adaptative à un environnement changeant; et la variabilité spatiotemporelle de la régénération des ligneux pourrait reposer sur l'existence de niches écologiques de régénération définies dans l'espace écologique. / Symbiotic nitrogen fixation by European gorse (Ulex europaeus) is a major source of nitrogen in the 'Landes de Gascogne' cultivated forest of maritime pine. This thesis aims to build a conceptual model of the population dynamic of gorse in the region, with a view to predict the associated flux of nitrogen. To achieve this, several steps of the life cycle of the species were studied: production and predation of seeds, and the recruitment of new plants from the seedbank.The results suggest that the maintenance of this light demanding species in the shade of the canopy of pines is improved by the decrease of reproductive allocation, which enable to maintain its growth, and by the decrease of the predation of seeds. The recruitment of new gorse plants seems controlled by identifiable ecological factors (e.g. soil moisture), however these factors are highly variable in space and time, and no specific micro-habitat appears to be more favourable for the species regeneration.These results are integrated into a conceptual model based on the different steps of the life cycle of the species, and taking into consideration the influence of forestry practices on these steps. Furthermore, the production of knowledge could benefit other subjects related to the species (e.g gorse is a noxious weed in many region in the world) and the understanding of the ecology of woody plants' regeneration. Allocation of resources to reproduction may be plastic and enable an adaptative response to a changing environment; and spatiotemporal variability of the regeneration of woody plants may rely on the existence of ecological regeneration niches defined in the ecological space.