Em empresas florestais que plantam florestas de rápido crescimento voltadas ao abastecimento industrial, é comum, hoje em dia, a existência de áreas de plantios comerciais que devem ser revertidos para áreas de vegetação natural. Entretanto, dependendo das condições locais e do contexto da paisagem, nem sempre os processos naturais de regeneração são suficientes para garantir que a vegetação natural se desenvolva e se auto-sustente nessas áreas. Este estudo avaliou os processos de regeneração natural e a efetividade de algumas técnicas de restauração florestal para indicar a melhor estratégia aplicável em larga escala, em áreas anteriormente manejadas com as culturas de Eucalyptus sp e Pinus sp, que foram abandonadas com o intuito de serem incorporadas como reservas legais. O projeto foi desenvolvido no município de Borebi, SP, em duas fazendas, sendo uma em ecossistema de cerrado latu sensu e outra de floresta estacional semidecidual. Em cada área foi instalado um experimento em blocos ao acaso, com cinco repetições e cinco tratamentos, com parcelas de 30 x 30m. Os tratamentos foram: T1: controle, T2: semeadura direta de dez espécies florestais de rápido crescimento; T3: plantio convencional de 19 espécies florestais de crescimento lento, médio e rápido; T4: condução da regeneração natural através de tratos silviculturais e T5: picagem da cobertura vegetal e revolvimento do solo. A regeneração natural de indivíduos lenhosos existente foi levantada em duas classes: altura a 1,30 m (parcela toda) e altura > que 0,50m e < que 1,30m (em três subparcelas de 1 x 30m ), antes e após (12 meses) a implantação dos tratamentos. O banco de sementes do solo foi amostrado antes da instalação e duas vezes após, e o solo superficial retirado de uma área de 315cm² e profundidade de 5cm, formando duas amostras compostas por parcela. Para a chuva de sementes foram instalados cinco coletores por parcela, com dimensões de 0,50 x 0,50m cada. Tanto o banco como a chuva de sementes apresentaram baixa porcentagem de espécies lenhosas e alta densidade de algumas espécies herbáceas invasoras. A regeneração natural apresentou espécies típicas da fase inicial da sucessão, com predomínio de espécies não constituintes. A maior similaridade na composição das espécies ocorreu na comparação entre a vegetação e a chuva de sementes e a menor na comparação da vegetação com o banco de sementes. O tratamento T4 (condução da regeneração) apresentou efeito significativo na área basal, densidade, número de espécies e diversidade de espécies da regeneração natural, em ambas as áreas, após 12 meses de implantação, mostrando-se mais viável ecologicamente e economicamente em relação aos demais. / In Forest Companies that cultivate fast-growing forest species for industrial supply, it has been usual the existence of commercial production areas that need to be converted in protected areas with native vegetation. Nevertheless, depending on local conditions and landscape context, the natural regeneration process is not enough to guarantee the successional development This work aimed at investigating the natural regeneration process and the effectiveness of some forest restoration techniques to be applied in large scale in, former Eucalyptus sp and Pinus sp plantations, which were abandoned to be incorporated as protected areas. The project was developed at Borebi municipality, SP, in two forest farms, one comprising latu sensu savana formations, and the other corresponding to seasonal semideciduous forest. In each experimental area a complete randomized block experiment with five treatments and five replicates was installed, with 30 x 30 m plots. The treatments were: T1: control; T2: direct seeding of 10 fast growing forest species; T3: conventional planting of 19 species with different growth characteristics; T4: management of natural regeneration by silvicultural treatments; T5: tillage of ground vegetation cover and plowing. Natural regeneration was surveyed before and 12 months after the experiment installation, when all woody individuals with height 1.30m were measured; the individuals with height 0.50m and <1.30m were surveyed in three 1 x 30m subplots within each plot. The soil seed bank was sampled before and two times after the treatments, were 315cm² and 5cm depth samples formed 2 composite samples by each plot. Seed rain was studied by five 0,50 x 0,50m litter traps installed in each plot. The soil seed bank and seed rain had a low percentage of woody species and high density of some nonconstituent invasive herbaceous species. The natural regeneration showed a predominance of early successional species, but was dominated by nonconstituent species. The higher similarity in species composition occurred between the natural regeneration and the seed rain, and the smaller between the natural regeneration and the soil seed bank. The regeneration management treatment (T4) showed a significant effect in basal area, density, species diversity and species richness of natural regeneration after 12 months, indicating to be the most viable ecologically and economically in comparison with the other, for the local conditions.

Esta dissertação teve como objetivo analisar a dinâmica de regeneração natural de três formações florestais de restinga (uma Floresta de Restinga Alta Seca - RAS; uma Floresta de Restinga Alta Alagada - RAA; e uma Floresta de Restinga Baixa - RB) com diferentes condições edáficas, composições florísticas e estruturas, da Ilha do Cardoso, Cananéia, SP. Ao longo de um ano, procuramos entender os mecanismos que promovem as variações na composição e estrutura arbórea desses três sistemas. Para isso, entre fevereiro de 2007 e janeiro de 2008 nós acompanhamos a chuva de sementes das três florestas através 90 coletores de sementes de 0,5 m² (30 em cada floresta; Capítulo 1) e a comunidade de plântulas 50 cm de espécies arbóreas, através de 270 parcelas de 1 m² (90 em cada floresta; Capítulo 2). A dinâmica de regeneração natural das florestas foi analisada a partir dos dados de chuva de sementes, da dinâmica de plântulas (três censos em 12 meses), dos dados pré-coletados dos indivíduos arbóreos com DAP 5 cm das três florestas mais os dados ambientais de abertura de dossel (disponibilidade de luz) e teor de matéria orgânica (MO) no solo (Capítulo 3). Em relação à chuva de sementes, a RB apresentou quase o dobro de sementes do que as outras florestas. Por outro lado, a RAS e a RAA apresentaram uma diversidade de espécies significativamente maior do que a RB e uma elevada similaridade florística e estrutural. Quanto à síndrome de dispersão, mais de 95% das sementes e das espécies amostradas foram zoocóricas, indicando a importância da zoocoria para a manutenção e estruturação dessas florestas. As espécies de sementes apresentaram uma alta correspondência com as espécies da comunidade arbórea adulta adjacente aos coletores, sugerindo que as semelhanças e as diferenças de diversidade, de composição florística e de estrutura entre a chuva de sementes da RAS, da RAA e da RB observadas são reflexo da diversidade, da composição florística e da estrutura da comunidade de espécies arbóreas local das três formações florestais. Além disso, como as sementes apresentaram um padrão de deposição agregado e próximo à planta-mãe, propusemos que as espécies das florestas estudadas são principalmente limitadas em relação ao local adequado para a germinação de suas sementes e não à dispersão. Para as plântulas, encontramos uma maior diversidade e riqueza por 3 m² na RB, o oposto do que era esperado, já que a Floresta de Restinga Alta é conhecida por ser uma formação mais complexa e com maior diversidade, em relação aos adultos arbóreos, do que a Floresta de Restinga Baixa. Propusemos, portanto, um modelo hipotético de estruturação dessas comunidades no qual as florestas são estruturadas de formas distintas devido a filtros ecológicos, como a disponibilidade de luz e de nutrientes e eventos estocásticos, que limitam a germinação e o estabelecimento de plântulas, juvenis e adultos. Predizemos também que a inversão de diversidade entre as comunidades de plântulas e de adultos deve-se a processos dependentes da densidade decorrentes do estabelecimento diferenciado na fase de plântula. No Capítulo 3 foi possível testar algumas partes do modelo hipotético de estruturação das comunidades proposto no Capítulo 2. Concluímos que a dinâmica de regeneração natural e seus filtros bióticos e abióticos realmente são importantes para estruturação das comunidades de restinga estudadas. A RB apresentou uma maior abertura de dossel (maior disponibilidade de luz) do que a RAS e a RAA. O recrutamento, a densidade e a riqueza (em 3 m²) de plântulas estiveram positivamente relacionados com a abertura de dossel. No entanto, a RAS e a RAA apresentaram um maior teor de MO do que a RB, e a diversidade da comunidade arbórea adulta esteve positivamente relacionada com a MO. Assim, a disponibilidade de luz parece ser um filtro abiótico importante na germinação e no estabelecimento das plântulas, levando a maiores recrutamentos, densidades e riqueza por 3m² na RB quando comparado à RAS e à RAA. Entretanto, na passagem de plântula/juvenil para adulto a menor densidade de indivíduos e a maior disponibilidade de nutrientes na RAS e na RAA beneficiariam a permanência das espécies, levando à maior diversidade de espécies encontrada nessas florestas. / The goal of this dissertation was to analyze the natural regeneration dynamics of three restinga forests (Tall Restinga Forest TR; Tall Seasonal Swamp Restinga Forest TSR and Short Restinga Forest SR) with different edaphic conditions, floristic composition and structure in Ilha do Cardoso, Cananéia, SP. During a year, we attempted to understand the mechanisms that promote the floristic composition and structure variations in these three systems. For that, between February 2007 and January 2008 we accompanied the forests seed rain using 90 seed traps of 0,5 m² (30 in each forest; Chapter 1) and the seedlings community (tree species; 50 cm) using 270 plots of 1 m² (90 in each forest; Chapter 2). The natural regeneration dynamics was analyzed using the seed rain and the seedling dynamics (three census in 12 months) data, the individuals tree species with DAP 5 cm data and the environment data (canopy openness and organic matter - OM; Chapter 3). In relation to the seed rain, SR presented twice as many seeds as TR and TSR. On the other hand, TR and STR presented a significantly higher diversity than SR and also floristic composition and structure similarity. In respect to the dispersion syndrome, more than 95% of the seeds and species were animal dispersed, indicating the importance of zoochoric dispersal to the maintenance and structuring of these forests. The seeds species showed a higher correspondence with the adult community adjacent to the seed traps, suggesting that diversity, floristic composition and structure similarities and differences among the forests seed rain are a reflection of the forests local adult community diversity, floristic composition and structure. Besides, as the seeds presented an aggregated and close to the parent tree pattern of deposition , we proposed that the forests species are limited mainly by safe sites for seed germination and not by dispersion. For the seedlings, we founded a higher diversity and richness per 3 m² in SR, the opposite of what we had expected since the Tall Restinga Forest is known to be a more complex vegetation, with higher values of richness and diversity for adult trees when compared to Short Restinga Forest. We proposed a hypothetical model of community structuring in which these forests are structured in different ways due to ecological filters, as light and nutrients availability and stochastic events, that limit germination and seedling, juveniles and adults establishment. We predicted, as well, that the diversity inversion between the seedlings and adults community is due to density-dependence factors that are responsible for the differentiated seedling establishment. In Chapter 3, we were able to test some parts of the hypothetical model of community structuring proposed in Chapter 2. We concluded that natural regeneration dynamics and biotic and abiotic filters really are important to the forests community structuring. SR presented a higher canopy openness (higher light availability) than TR and STR. Seedling recruitment, density and richness (in 3 m²) were positively related to the canopy openness. Nevertheless, TR and STR presented higher organic matter contents than SR, and the diversity was positively related to the canopy openness and the OM. Thus, light availability seems to be an important abiotic filter acting in the germination and in the seedling establishment, leading to higher values of recruitment, density and richness per 3 m² in the SR when compared to TR and STR. However, in the seedling/juvenile turn to adult the lower individuals density and the higher nutrients availability in TR and STR would benefit the species permanence, leading to the higher species diversity found in those forests.

O nível de perturbação a que um ambiente está sujeito pode afetar profundamente o processo de regeneração natural, através de modificações nas fontes de regeneração. Os principais mecanismos de regeneração natural das florestas são a chuva de sementes (dispersão), o banco de sementes do solo e o estabelecimento de plântulas. O presente estudo tem como objetivo analisar uma das principais etapas da regeneração, a chuva de sementes, em áreas de perturbações naturais (clareiras) e antrópicas (área queimada) e áreas sem indícios de perturbação recente na Mata Atlântica do sul da Bahia. Para a amostragem, foram instalados coletores de sementes em ambientes de sub-bosque, de clareiras naturais e de uma área perturbada por fogo, num total de 144 coletores de 0,50 x 0,50 m, amostrados mensalmente. A chuva de sementes da Floresta Ombrófila Densa analisada foi contínua ao longo dos dois anos amostrados, mas apresentou flutuações entre períodos do ano e variações entre os ambientes analisados. Foram amostradas 41.910 sementes, pertencentes a 198 morfoespécies, sendo que as 120 que puderam ser identificadas foram distribuídas em 31 famílias e 57 gêneros. As 78 espécies indeterminadas representam apenas 256 sementes ou 0,6% do total de sementes amostradas. A menor quantidade total de sementes nesses dois anos foi observada no ambiente de clareiras (7.555, representando 1,25 sementes/m²/dia), enquanto o maior número de sementes foi observado na área queimada (13.656, ou seja, 2,17 sementes/m²/dia). Não foram constatadas diferenças significativas entre a proporção de espécies anemocóricas para os ambientes de clareiras e sub-bosque em nenhum dos anos analisados. Os ambientes mais similares foram o sub-bosque próximo à área queimada (MP) e o subbosque adjacente às clareiras (SB), seguido pelas clareiras (C) e pelo sub-bosque próximo à área queimada (MP). Os períodos de maior taxa de deposição de sementes estiveram concentrados principalmente no meio de ano para praticamente todos os ambientes. A chuva de sementes foi dominada por um pequeno número de espécies produzindo cerca de 98% do total de sementes amostradas, e com muitas espécies sendo representadas por poucas sementes ao longo do período de estudo. Essa dominância foi representada principalmente por três espécies arbóreas pioneiras nativas: Miconia mirabilis, Cecropia pachystachya e Henriettea succosa. Em análise mais detalhada da chuva de sementes destas espécies foi observado que as espécies Miconia mirabilis e Cecropia pachystachya mostraram um padrão anual de deposição de suas sementes, sugerindo que estas espécies possuem uma fenologia definida com longos períodos de deposição de sementes durante o ano. Henriettea succosa foi a espécie que obteve uma distribuição mais homogênea entre os quatros ambientes observados, porém sua maior deposição de sementes ocorreu exclusivamente no mês de abril de 1999. / The disturbance level to which a forest is exposed to may affect its dynamics, modifying the recruits sources. The main mechanisms of forest natural regeneration is seed rain (dispersion), soil seed bank and seedlings establishment. This study aims to analyze seed rain within fire and natural (gaps) disturbed areas and sites with no sign of recent disturb at Atlantic Forests of South Bahia. Sampling was taken monthly through seed rain collectors located under gaps, understorey and fire disturbed areas, in a total of 144 0,5x0,5 m collectors. Although seed rain sampling was continuous, fluctuations were noticed for distinct seasonal periods and environments. A total of 41.910 seeds were sampled, representing 198 morfo-species; 120 were identified and classified into 31 botanical families and 57 genera. The remaining 78 morfo-species were represented by 256 seeds or 0,6% of total sampled seeds. The lower quantities of seeds were observed within gaps environments (7.555 seeds, representing 1,25 seeds/m²/day), while the higher amounts were observed for the fire disturbed areas (13.656 seeds or 2,17 seeds/m²/day). No significant differences were found regarding anemochoric species occurrence between gaps and understorey environments. Similarities were found between fire disturbed areas (MP) and their surrounding understorey environments (SB) and also between gaps (C) and understorey close to fire disturbed areas (SB). The periods of seeds deposition higher rate had been mainly concentrated in the middle of the year for practically all environments. Seed rain was characterized by few species that produced around 98% of the total amount of sampled seeds, with most of the species being represented by few seeds during this study. The dominant species were represented by three native pioneer tree species: Miconia mirabilis, Cecropia pachystachya and Henriettea succosa. A more detailed analysis of the seed rain revealed that Miconia mirabilis and Cecropia pachystachya have an annual deposition pattern, suggesting that these species have a defined phenology, with long periods of seeds deposition along a year. Henriettea succosa presented the most homogeneous distribution among the observed environments, with higher levels of deposition during April 1999. Further studies are needed to understand the observed patterns of this study, especially on M. mirabilis and C. pachystachya phenology.

A limitação de dispersão de sementes tem sido empiricamente investigada como um mecanismo equalizador das diferenças competitivas entre espécies que coexistem em comunidades vegetais. Além da limitação espacial, as variações temporais da dispersão também podem ser importantes para a coexistência das espécies. O objetivo do estudo foi verificar a relação entre limitação de dispersão espacial (LDe) e limitação de dispersão temporal (LDt) e as características das espécies que influenciam as duas limitações. Em uma floresta da planície costeira, a chuva de sementes foi amostrada, ao longo de 36 meses, em 40 coletores (20m2) distantes 100m entre si e da borda do fragmento. A abordagem de seleção de modelos mistos foi utilizada para testar a relação entre a limitação de dispersão e a massa média das sementes, a síndrome de dispersão, a altura máxima local e a frequência de distribuição dos indivíduos adultos. Os resultados encontrados mostram que as proporções de espécies analisadas limitadas espacial (90,3%) e temporalmente (70,9%) foram altas e a correlação entre LDe e LDT também foi alta (Spearman = 0,8). Tanto para LDe como LDt, foram selecionados a massa média das sementes, a altura máxima e a frequência de distribuição de adultos. Em geral, as relações encontradas indicam que espécies com sementes maiores, com menor altura máxima e menor frequência de distribuição dos indivíduos adultos são mais limitadas espacial e temporalmente. Apesar desses fatores terem sido selecionados, houve uma grande variação nos efeitos para as espécies analisadas. O estudo reforça o fato do mecanismo de limitação de dispersão espacial ser frequentemente encontrado em comunidades arbóreas e apresenta uma abordagem temporal para o estudo da limitação de dispersão. A redução das interações competitivas interespecíficas, decorrente das altas limitações de dispersão observadas no estudo, se contrapõe às teorias amplamente aceitas (Janzen-Connell) que indicam os mecanismos de dispersão eficientes de sementes como uma forma de minimizar a competição intraespecífica. A importância relativa dos mecanismos de dispersão e de limitação de dispersão para a manutenção da diversidade em comunidades deveria ser estudada para avaliar em quais situações ou para quais conjuntos de espécies a coexistência é mediada pela ausência das interações intraespecíficas ou interespecíficas / The seed limitation has been empirically investigated as an equalizing mechanism of the competitive differences between species that coexists in plant communities. In addition to the spatial limitation, the temporal variations of seed dispersal can also be important to the species coexistence. The aim of the study was to investigate the relation between spatial seed limitation and temporal seed limitation and the species characteristics that influence both limitations. In a coastal plain forest, the seed rain was sampled over 36 months in 40 traps (20 m2), 100 m distant from each other and from the forest edges. The generalized mixed-effect models approach was used to test the relation between seed limitation and the average mass of the seeds, the dispersal syndrome, the trees local maximum height, and the adult trees distribution frequencies. The results show that the proportion of the analysed species spatial limited (90,3%) e temporal limited (70,9%) were high and the correlation between spatial seed limitation and temporal seed limitation were also high (Spearman = 0,8). To explain spatial seed limitation and temporal seed limitation were selected the average mass of seeds, the trees local maximum height and the adult trees distribution frequencies. Usually those relations indicate that species with lagger seeds, lowest maximum tree height and lowest adult trees distribution frequencies are more limited spatially and temporally. Although these factors have been selected, there was a great variation in the effects of the species analysed. The study supports the fact that the spatial seed limitation mechanism is frequently found in tree communities and shows a temporal approach to the seed limitation study. The reduction of interspecific competitive interactions, due to the high seed limitation observed in the study, is opposed to widely accepted theories (Janzen-Connell) that indicates that the efficient seed dispersal mechanism are a strategy to minimize the intraspecific competion. The relative importance of dispersal mechanisms and seed limitation on maintaning diversity in trees communities should be studied to evaluate which situations or which species sets the coexistence is mediated by the absence of intraspecific or interspecifir interactions

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-11-30Bitstream added on 2014-06-13T20:21:33Z : No. of bitstreams: 1 rother_dc_dr_rcla.pdf: 2462027 bytes, checksum: c33bd50a18fd50beab5b4f95e4d965a4 (MD5) / Em florestas tropicais, ainda são incipientes os estudos que tratam da influência dos bambus na dinâmica da vegetação. Pela grande capacidade de se expandir rapidamente no ambiente seja por crescimento vegetativo ou por produção massiva de sementes, os bambus promovem alterações significativas na estrutura das comunidades vegetais. Desta forma, esse estudo teve como objetivo avaliar o ciclo de vida das plantas em ambientes com (B) e sem bambus (SB) em uma área de floresta Atlântica densamente ocupada pelo bambu nativo Guadua tagoara. Os objetivos específicos deste estudo foram separados em capítulos. Para o capítulo 1, conhecer a composição de aves associadas aos ambientes com e sem bambus, identificar as aves que compõem a guilda de dispersores de sementes de Euterpe edulis, Sloanea guianensis e Virola bicuhyba e avaliar o potencial de dispersão das aves registradas em censos. Para o capítulo 2, avaliar o padrão espacial dos estágios iniciais da regeneração da comunidade de plantas nos ambientes B e SB. Finalmente para o capítulo 3, quantificar as perdas de propágulos e as probabilidades de transição entre cada etapa demográfica das três espécies de plantas selecionadas, e identificar os gargalos demográficos do recrutamento que podem colapsar a regeneração natural das três espécies de plantas nos ambientes B e SB. Verificamos que nos ambientes B foi registrado maior número de espécies de aves do que em ambientes SB. A maioria das aves registradas em censos nos dois ambientes foi insetívora, seguida por espécies frugívoras. A efetividade da dispersão de Euterpe, Sloanea e Virola, esteve restrita a um pequeno grupo de dispersores efetivos. As aves que mais contribuíram para a dispersão de Virola ocorreram mais freqüentemente em B. Este padrão foi similar para Sloanea, enquanto Euterpe apresentou um padrão misto, com algumas espécies de aves... / Studies about the bamboo influence in the plant dynamic process are still incipient. Given that bamboos are able to quickly expand in environment by either vegetative growth or massive seed production, bamboos promote significant changes in plant community structure. Thus, this work aimed at assessing the plant life cycles in bamboo (B) and non bamboo stands (NB) in an Atlantic forest area where the native bamboo Guadua tagoara occurs at high densities. The specific goals of this study were showed in chapters. For chapter 1, to know bird species associated with bamboo and non bamboo stands, identify the birds which belong to seed dispersers guild of Euterpe edulis, Sloanea guianensis and Virola bicuhyba and evaluate dispersal effectiveness and potential contribution to seed dispersal for the three plant species. For chapter 2, assess the spatial pattern of early regeneration stages of plant communities in B and NB stands. Finally, for chapter 3, quantify propagule losses as well as the probabilities of transition between each stage for all three plant species, and identify the demographic bottlenecks in recruitment that could collapse natural regeneration of the three plant species in B and NB stands. We verified that a higher number of bird species was registered in B stands than in NB. Most of registered birds in both B and NB stands were insectivorous followed by frugivorous species. The dispersal effectiveness of Euterpe, Sloanea and Virola depended on a restricted subset of effective bird dispersers. Birds which mostly contributed to the seed dispersal of Virola occurred more frequently in B. This pattern was similar for Sloanea while Euterpe exhibited a mixed pattern with some bird species contributing to the dispersal in the B stands and other species contributing in NB stands. We conclude that a substantial number of frugivorous bird species can favor borders of bamboo patches... (Complete abstract click electronic access below)

Studies of seed dynamics and seedling establishment at the community level in savanna ecosystems are scant, particularly in the tropical savannas of Central Brazil. The Brazilian savannas (cerrado) have the largest diversity of plant species among Neotropical savannas. Cerrado vegetation exhibits consistent changes in tree density and tree size along shallow topographic gradients. Vegetation types differ from closed savannas with high tree density, and a nearly continuous canopy cover in the uppermost portions, to open savannas with scattered short trees in the low portions of the topographic gradients. Whether or not dynamics of seeds and seedlings of woody species are consistent with variations in tree density and tree canopy cover across the cerrado landscape has not been determined, but could potentially influence such spatial patterns of tree density and canopy cover. The main objective of this study was to evaluate seed dynamics (i.e., seed rain, soil seed banks, and seed characteristics) and seedling establishment of woody species in three major cerrado vegetation types (closed, intermediate and open savannas) which differ in tree canopy cover and tree height. These vegetation types are located along topographic gradients of approximately 30 m in elevation and 1000 m in length. I conducted field work from June 2005 to August 2008 at the Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) reserve, a field experimental station located 35 Km south of Brasilia, Brazil (15˚ 56' S, 47˚ 63' W, altitude 1100 m). I established permanent plots in each of the three vegetation types to assess seed rain, seed limitation, seed predation, and seed removal. I also quantified density and composition of the soil seed bank in each vegetation type and studied seed characteristics (i.e., kind of dormancy, moisture content, longevity) of 14 common cerrado woody species. In the field, I quantified establishment of woody seedlings in fire-protected savannas as well as in accidentally burned and frequently burned savannas. In the greenhouse I performed experiments to evaluate the effect of litter cover and light level on seedling emergence of 9 common cerrado woody species. Finally, I evaluated the effect of pulses of heat on seed germination of 5 common cerrado woody species under controlled conditions. The overall results of this study show that regardless of tree canopy cover, cerrado vegetation types are limited in seeds and seedlings of woody species, but these limitations are higher in open than in closed savannas. Most woody species do not form persistent soil seed banks along cerrado vegetation types because their seeds are short-lived, predated and quickly removed from the ground. In addition, dispersal season and dormancy appear to control timing of germination at the onset of the rainy season to ensure survival of seedlings in the field. In the absence of fire, establishment of woody seedlings is higher in closed than in open savannas because canopy cover mitigates the stressful environmental conditions of open savannas and thus facilitates establishment of woody seedlings. As a result, closed savannas are likely to maintain higher density of woody elements over time than open savannas. In burned savannas, however, species composition of woody and herbaceous seedlings is significantly affected because establishment of seedlings of woody and herbaceous species decreases but vegetative reproduction increases. This dissertation study indicates that interactions of early life-history stages of woody species with environmental and disturbance factors appear to play a more significant role in maintaining woody cover variations along cerrado topographic gradients than previously recognized.

A limitação de dispersão de sementes tem sido empiricamente investigada como um mecanismo equalizador das diferenças competitivas entre espécies que coexistem em comunidades vegetais. Além da limitação espacial, as variações temporais da dispersão também podem ser importantes para a coexistência das espécies. O objetivo do estudo foi verificar a relação entre limitação de dispersão espacial (LDe) e limitação de dispersão temporal (LDt) e as características das espécies que influenciam as duas limitações. Em uma floresta da planície costeira, a chuva de sementes foi amostrada, ao longo de 36 meses, em 40 coletores (20m2) distantes 100m entre si e da borda do fragmento. A abordagem de seleção de modelos mistos foi utilizada para testar a relação entre a limitação de dispersão e a massa média das sementes, a síndrome de dispersão, a altura máxima local e a frequência de distribuição dos indivíduos adultos. Os resultados encontrados mostram que as proporções de espécies analisadas limitadas espacial (90,3%) e temporalmente (70,9%) foram altas e a correlação entre LDe e LDT também foi alta (Spearman = 0,8). Tanto para LDe como LDt, foram selecionados a massa média das sementes, a altura máxima e a frequência de distribuição de adultos. Em geral, as relações encontradas indicam que espécies com sementes maiores, com menor altura máxima e menor frequência de distribuição dos indivíduos adultos são mais limitadas espacial e temporalmente. Apesar desses fatores terem sido selecionados, houve uma grande variação nos efeitos para as espécies analisadas. O estudo reforça o fato do mecanismo de limitação de dispersão espacial ser frequentemente encontrado em comunidades arbóreas e apresenta uma abordagem temporal para o estudo da limitação de dispersão. A redução das interações competitivas interespecíficas, decorrente das altas limitações de dispersão observadas no estudo, se contrapõe às teorias amplamente aceitas (Janzen-Connell) que indicam os mecanismos de dispersão eficientes de sementes como uma forma de minimizar a competição intraespecífica. A importância relativa dos mecanismos de dispersão e de limitação de dispersão para a manutenção da diversidade em comunidades deveria ser estudada para avaliar em quais situações ou para quais conjuntos de espécies a coexistência é mediada pela ausência das interações intraespecíficas ou interespecíficas / The seed limitation has been empirically investigated as an equalizing mechanism of the competitive differences between species that coexists in plant communities. In addition to the spatial limitation, the temporal variations of seed dispersal can also be important to the species coexistence. The aim of the study was to investigate the relation between spatial seed limitation and temporal seed limitation and the species characteristics that influence both limitations. In a coastal plain forest, the seed rain was sampled over 36 months in 40 traps (20 m2), 100 m distant from each other and from the forest edges. The generalized mixed-effect models approach was used to test the relation between seed limitation and the average mass of the seeds, the dispersal syndrome, the trees local maximum height, and the adult trees distribution frequencies. The results show that the proportion of the analysed species spatial limited (90,3%) e temporal limited (70,9%) were high and the correlation between spatial seed limitation and temporal seed limitation were also high (Spearman = 0,8). To explain spatial seed limitation and temporal seed limitation were selected the average mass of seeds, the trees local maximum height and the adult trees distribution frequencies. Usually those relations indicate that species with lagger seeds, lowest maximum tree height and lowest adult trees distribution frequencies are more limited spatially and temporally. Although these factors have been selected, there was a great variation in the effects of the species analysed. The study supports the fact that the spatial seed limitation mechanism is frequently found in tree communities and shows a temporal approach to the seed limitation study. The reduction of interspecific competitive interactions, due to the high seed limitation observed in the study, is opposed to widely accepted theories (Janzen-Connell) that indicates that the efficient seed dispersal mechanism are a strategy to minimize the intraspecific competion. The relative importance of dispersal mechanisms and seed limitation on maintaning diversity in trees communities should be studied to evaluate which situations or which species sets the coexistence is mediated by the absence of intraspecific or interspecifir interactions

Esta dissertação teve como objetivo analisar a dinâmica de regeneração natural de três formações florestais de restinga (uma Floresta de Restinga Alta Seca - RAS; uma Floresta de Restinga Alta Alagada - RAA; e uma Floresta de Restinga Baixa - RB) com diferentes condições edáficas, composições florísticas e estruturas, da Ilha do Cardoso, Cananéia, SP. Ao longo de um ano, procuramos entender os mecanismos que promovem as variações na composição e estrutura arbórea desses três sistemas. Para isso, entre fevereiro de 2007 e janeiro de 2008 nós acompanhamos a chuva de sementes das três florestas através 90 coletores de sementes de 0,5 m² (30 em cada floresta; Capítulo 1) e a comunidade de plântulas 50 cm de espécies arbóreas, através de 270 parcelas de 1 m² (90 em cada floresta; Capítulo 2). A dinâmica de regeneração natural das florestas foi analisada a partir dos dados de chuva de sementes, da dinâmica de plântulas (três censos em 12 meses), dos dados pré-coletados dos indivíduos arbóreos com DAP 5 cm das três florestas mais os dados ambientais de abertura de dossel (disponibilidade de luz) e teor de matéria orgânica (MO) no solo (Capítulo 3). Em relação à chuva de sementes, a RB apresentou quase o dobro de sementes do que as outras florestas. Por outro lado, a RAS e a RAA apresentaram uma diversidade de espécies significativamente maior do que a RB e uma elevada similaridade florística e estrutural. Quanto à síndrome de dispersão, mais de 95% das sementes e das espécies amostradas foram zoocóricas, indicando a importância da zoocoria para a manutenção e estruturação dessas florestas. As espécies de sementes apresentaram uma alta correspondência com as espécies da comunidade arbórea adulta adjacente aos coletores, sugerindo que as semelhanças e as diferenças de diversidade, de composição florística e de estrutura entre a chuva de sementes da RAS, da RAA e da RB observadas são reflexo da diversidade, da composição florística e da estrutura da comunidade de espécies arbóreas local das três formações florestais. Além disso, como as sementes apresentaram um padrão de deposição agregado e próximo à planta-mãe, propusemos que as espécies das florestas estudadas são principalmente limitadas em relação ao local adequado para a germinação de suas sementes e não à dispersão. Para as plântulas, encontramos uma maior diversidade e riqueza por 3 m² na RB, o oposto do que era esperado, já que a Floresta de Restinga Alta é conhecida por ser uma formação mais complexa e com maior diversidade, em relação aos adultos arbóreos, do que a Floresta de Restinga Baixa. Propusemos, portanto, um modelo hipotético de estruturação dessas comunidades no qual as florestas são estruturadas de formas distintas devido a filtros ecológicos, como a disponibilidade de luz e de nutrientes e eventos estocásticos, que limitam a germinação e o estabelecimento de plântulas, juvenis e adultos. Predizemos também que a inversão de diversidade entre as comunidades de plântulas e de adultos deve-se a processos dependentes da densidade decorrentes do estabelecimento diferenciado na fase de plântula. No Capítulo 3 foi possível testar algumas partes do modelo hipotético de estruturação das comunidades proposto no Capítulo 2. Concluímos que a dinâmica de regeneração natural e seus filtros bióticos e abióticos realmente são importantes para estruturação das comunidades de restinga estudadas. A RB apresentou uma maior abertura de dossel (maior disponibilidade de luz) do que a RAS e a RAA. O recrutamento, a densidade e a riqueza (em 3 m²) de plântulas estiveram positivamente relacionados com a abertura de dossel. No entanto, a RAS e a RAA apresentaram um maior teor de MO do que a RB, e a diversidade da comunidade arbórea adulta esteve positivamente relacionada com a MO. Assim, a disponibilidade de luz parece ser um filtro abiótico importante na germinação e no estabelecimento das plântulas, levando a maiores recrutamentos, densidades e riqueza por 3m² na RB quando comparado à RAS e à RAA. Entretanto, na passagem de plântula/juvenil para adulto a menor densidade de indivíduos e a maior disponibilidade de nutrientes na RAS e na RAA beneficiariam a permanência das espécies, levando à maior diversidade de espécies encontrada nessas florestas. / The goal of this dissertation was to analyze the natural regeneration dynamics of three restinga forests (Tall Restinga Forest TR; Tall Seasonal Swamp Restinga Forest TSR and Short Restinga Forest SR) with different edaphic conditions, floristic composition and structure in Ilha do Cardoso, Cananéia, SP. During a year, we attempted to understand the mechanisms that promote the floristic composition and structure variations in these three systems. For that, between February 2007 and January 2008 we accompanied the forests seed rain using 90 seed traps of 0,5 m² (30 in each forest; Chapter 1) and the seedlings community (tree species; 50 cm) using 270 plots of 1 m² (90 in each forest; Chapter 2). The natural regeneration dynamics was analyzed using the seed rain and the seedling dynamics (three census in 12 months) data, the individuals tree species with DAP 5 cm data and the environment data (canopy openness and organic matter - OM; Chapter 3). In relation to the seed rain, SR presented twice as many seeds as TR and TSR. On the other hand, TR and STR presented a significantly higher diversity than SR and also floristic composition and structure similarity. In respect to the dispersion syndrome, more than 95% of the seeds and species were animal dispersed, indicating the importance of zoochoric dispersal to the maintenance and structuring of these forests. The seeds species showed a higher correspondence with the adult community adjacent to the seed traps, suggesting that diversity, floristic composition and structure similarities and differences among the forests seed rain are a reflection of the forests local adult community diversity, floristic composition and structure. Besides, as the seeds presented an aggregated and close to the parent tree pattern of deposition , we proposed that the forests species are limited mainly by safe sites for seed germination and not by dispersion. For the seedlings, we founded a higher diversity and richness per 3 m² in SR, the opposite of what we had expected since the Tall Restinga Forest is known to be a more complex vegetation, with higher values of richness and diversity for adult trees when compared to Short Restinga Forest. We proposed a hypothetical model of community structuring in which these forests are structured in different ways due to ecological filters, as light and nutrients availability and stochastic events, that limit germination and seedling, juveniles and adults establishment. We predicted, as well, that the diversity inversion between the seedlings and adults community is due to density-dependence factors that are responsible for the differentiated seedling establishment. In Chapter 3, we were able to test some parts of the hypothetical model of community structuring proposed in Chapter 2. We concluded that natural regeneration dynamics and biotic and abiotic filters really are important to the forests community structuring. SR presented a higher canopy openness (higher light availability) than TR and STR. Seedling recruitment, density and richness (in 3 m²) were positively related to the canopy openness. Nevertheless, TR and STR presented higher organic matter contents than SR, and the diversity was positively related to the canopy openness and the OM. Thus, light availability seems to be an important abiotic filter acting in the germination and in the seedling establishment, leading to higher values of recruitment, density and richness per 3 m² in the SR when compared to TR and STR. However, in the seedling/juvenile turn to adult the lower individuals density and the higher nutrients availability in TR and STR would benefit the species permanence, leading to the higher species diversity found in those forests.

Orientador: Wesley Rodrigues Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-09T03:23:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_Emilio_M.pdf: 889656 bytes, checksum: 2aad960effa8219f0ae9b95d7b396b75 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A região de Campinas foi descrita como uma das áreas mais devastadas do estado. Dessa forma, a Mata Santa Genebra, uma das maiores reservas urbanas do mundo, apresenta grande importância, não apenas acadêmica, mas para o município em geral. A elaboração de um plano de manejo e de recuperação florestal torna-se cada vez mais necessária nesse tipo de fragmento, sendo que o estudo da dinâmica da chuva de sementes serve como um importante subsídio na elaboração desse plano. Assim, o presente projeto tem como objetivo principal avaliar se há diferenças na chuva de sementes entre as diferentes fisionomias vegetais nessa mata. Os resultados obtidos mostram que há diferenças significativas entre a abundância e a diversidade de sementes em diferentes escalas. As áreas de borda de mata e a área que sofreu um incêndio recente apresentam abundâncias e diversidades de sementes significativamente menores do que os valores encontrados no interior da floresta (área mais preservada) e no brejo. Essas diferenças podem ser explicadas de três maneiras. A primeira leva em consideração os fatores microclimáticos decorrentes da proximidade dessas áreas a uma matriz diferente (cana de açúcar). Nessas áreas há a possibilidade de uma maior incidência de ventos e de luminosidade, que poderiam em ultima instancia influenciar negativamente a abundância e a diversidade de plantas nessas áreas. Por este ponto de vista a chuva de sementes seria apenas um reflexo da comunidade vegetal. A segunda explicação possível é que estes mesmos fatores microclimáticos podem influenciar negativamente as interações mutualísticas entre as plantas e seus dispersores. Essas áreas são teoricamente mais desprotegidas contra ventos e predadores. A terceira explicação esta mais ligada a área queimada, diversos autores discutem que após uma queimada a área entra em um processo sucessional semelhante a abertura de uma clareira. Em um dos estágios sucessionais, é prevista uma maior abundância de arbustos, trepadeiras e gramíneas. Se considerarmos que a área queimada ainda esta em um estágio sucessional inicial podemos esperar que a diversidade e a abundância de sementes do extrato arbustivo arbóreo seja significativamente menor do que os encontrados para uma área em estágio sucessional mais avançado (interior da mata). Outro dado importante nos mostra que os efeitos microclimáticos a 3m da estrada que circunda a mata podem resultar numa redução ainda maior na abundância e na riqueza sementes em relação a uma faixa um pouco mais interna (10 ¿ 25m). Quando mudamos de escala encontramos outras diferenças. Ao compararmos áreas de borda que sofreram uma estratégia de manejo (limpeza de trepadeiras e gramíneas, plantio de espécies de árvores nativas) com áreas de borda intocadas, não encontramos diferenças significativas nem para abundância de sementes nem para a diversidade de sementes, isso nos mostra que pelo menos do ponto de vista da chuva de sementes a estratégia de manejo ainda não foi eficiente. Nosso trabalho mostrou, que do ponto de vista da chuva de sementes, a situação da Mata Santa Genebra é extremamente preocupante. Além de poucas sementes chegarem ao solo nas áreas de borda e queimada, a abundância média de sementes por metro quadrado chegando ao solo da mata como um todo é significativamente menor do que o encontrado em outros fragmentos florestais. O nosso trabalho torna-se assim um importante subsídio para a elaboração de estratégias de manejo eficientes e longo prazo para a manutenção de um dos maiores e mais importantes fragmentos florestais urbanos do país / Mestrado / Ecologia / Mestre em Ecologia

Em empresas florestais que plantam florestas de rápido crescimento voltadas ao abastecimento industrial, é comum, hoje em dia, a existência de áreas de plantios comerciais que devem ser revertidos para áreas de vegetação natural. Entretanto, dependendo das condições locais e do contexto da paisagem, nem sempre os processos naturais de regeneração são suficientes para garantir que a vegetação natural se desenvolva e se auto-sustente nessas áreas. Este estudo avaliou os processos de regeneração natural e a efetividade de algumas técnicas de restauração florestal para indicar a melhor estratégia aplicável em larga escala, em áreas anteriormente manejadas com as culturas de Eucalyptus sp e Pinus sp, que foram abandonadas com o intuito de serem incorporadas como reservas legais. O projeto foi desenvolvido no município de Borebi, SP, em duas fazendas, sendo uma em ecossistema de cerrado latu sensu e outra de floresta estacional semidecidual. Em cada área foi instalado um experimento em blocos ao acaso, com cinco repetições e cinco tratamentos, com parcelas de 30 x 30m. Os tratamentos foram: T1: controle, T2: semeadura direta de dez espécies florestais de rápido crescimento; T3: plantio convencional de 19 espécies florestais de crescimento lento, médio e rápido; T4: condução da regeneração natural através de tratos silviculturais e T5: picagem da cobertura vegetal e revolvimento do solo. A regeneração natural de indivíduos lenhosos existente foi levantada em duas classes: altura a 1,30 m (parcela toda) e altura > que 0,50m e < que 1,30m (em três subparcelas de 1 x 30m ), antes e após (12 meses) a implantação dos tratamentos. O banco de sementes do solo foi amostrado antes da instalação e duas vezes após, e o solo superficial retirado de uma área de 315cm² e profundidade de 5cm, formando duas amostras compostas por parcela. Para a chuva de sementes foram instalados cinco coletores por parcela, com dimensões de 0,50 x 0,50m cada. Tanto o banco como a chuva de sementes apresentaram baixa porcentagem de espécies lenhosas e alta densidade de algumas espécies herbáceas invasoras. A regeneração natural apresentou espécies típicas da fase inicial da sucessão, com predomínio de espécies não constituintes. A maior similaridade na composição das espécies ocorreu na comparação entre a vegetação e a chuva de sementes e a menor na comparação da vegetação com o banco de sementes. O tratamento T4 (condução da regeneração) apresentou efeito significativo na área basal, densidade, número de espécies e diversidade de espécies da regeneração natural, em ambas as áreas, após 12 meses de implantação, mostrando-se mais viável ecologicamente e economicamente em relação aos demais. / In Forest Companies that cultivate fast-growing forest species for industrial supply, it has been usual the existence of commercial production areas that need to be converted in protected areas with native vegetation. Nevertheless, depending on local conditions and landscape context, the natural regeneration process is not enough to guarantee the successional development This work aimed at investigating the natural regeneration process and the effectiveness of some forest restoration techniques to be applied in large scale in, former Eucalyptus sp and Pinus sp plantations, which were abandoned to be incorporated as protected areas. The project was developed at Borebi municipality, SP, in two forest farms, one comprising latu sensu savana formations, and the other corresponding to seasonal semideciduous forest. In each experimental area a complete randomized block experiment with five treatments and five replicates was installed, with 30 x 30 m plots. The treatments were: T1: control; T2: direct seeding of 10 fast growing forest species; T3: conventional planting of 19 species with different growth characteristics; T4: management of natural regeneration by silvicultural treatments; T5: tillage of ground vegetation cover and plowing. Natural regeneration was surveyed before and 12 months after the experiment installation, when all woody individuals with height 1.30m were measured; the individuals with height 0.50m and <1.30m were surveyed in three 1 x 30m subplots within each plot. The soil seed bank was sampled before and two times after the treatments, were 315cm² and 5cm depth samples formed 2 composite samples by each plot. Seed rain was studied by five 0,50 x 0,50m litter traps installed in each plot. The soil seed bank and seed rain had a low percentage of woody species and high density of some nonconstituent invasive herbaceous species. The natural regeneration showed a predominance of early successional species, but was dominated by nonconstituent species. The higher similarity in species composition occurred between the natural regeneration and the seed rain, and the smaller between the natural regeneration and the soil seed bank. The regeneration management treatment (T4) showed a significant effect in basal area, density, species diversity and species richness of natural regeneration after 12 months, indicating to be the most viable ecologically and economically in comparison with the other, for the local conditions.