Os processos de dispersão, sobrevivência da prole e os períodos fenológicos das espécies vegetais, são o resultado tanto de sua história evolutiva quanto de suas adaptações ao ambiente. Para analisar o padrão evolutivo destes processos, foi testada a hipótese de que a similaridade entre espécies aparentadas em relação aos seus atributos reprodutivos (frutos, sementes e a fenologia da floração e frutificação) é maior do que o esperado por mero acaso (alto sinal filogenético), através de testes de Mantel parcial controlando o efeito da forma de vida das espécies. Os resultados revelaram que a maioria dos atributos de sementes, dois atributos dos diásporos (display das cores e a porcentagem de polpa) e o tempo de desenvolvimento dos diásporos, apresentaram um moderado sinal filogenético. Isto sugere que a conservação de atributos de sementes para sobrevivência da prole e a labilidade dos atributos de diásporos buscando dispersões mais efetivas, afetam significativamente o fitness das espécies, além de indicar uma influência do tempo de desenvolvimento dos diásporos nos picos de frutificação. / The processes of dispersal, offspring survival and phenological periods of plant species result both from their evolutionary history and adaptations to the environment. To analyze the evolutionary pattern of these processes, the hypothesis that the similarity among related species in relation to their reproductive traits (fruits, seeds and the phenology of flowering and fruiting) is higher than expected by chance (high phylogenetic signal) was tested through partial Mantel tests, controlling for the effect of species life form. The results revealed that most seed traits, two diaspores traits (color display and pulp percentage) and the time of diaspore development, show moderate phylogenetic signal. This suggests that the conservation of seed traits for offspring survival and the lability of diaspore traits seeking more effective dispersions, significantly affect the species fitness, and it also indicates the influence of the time of diaspore development on the fruiting peaks.

O conhecimento sobre os mecanismos e a modulação de respostas de estresse em plantas arbóreas é necessário para a exploração sustentável destas importantes fontes de produtos de interesse industrial, também essenciais do ponto de vista ecológico, na regulação do clima e caracterização de diferentes biomas. Nesta tese, foram investigados dois exemplos de estresse em indivíduos jovens de espécies arbóreas, sendo um de uma gimnosperma frente a estresse biótico e outro de uma angiosperma submetida a estresse abiótico: controle da produção de resina por ferimento e moléculas sinalizadoras em Araucaria angustifolia (Bertol.) Kuntzee respostas fisiológicas de um híbrido comercial de eucalipto (Eucalyptus grandis W. Hill X E. urophylla S.T. Blake) à elevação de CO2 e temperatura tendo como fonte de nitrogênio nitrato. No primeiro caso a hipótese testada foi de que a conífera basal A. angustifolia apresentaria controles de regulação distintos de coníferas mais avançadas, como Pinus spp. No segundo caso, a hipótese testada foi de que, sob temperatura ambiente moderada, haveria limitação no uso do excedente de CO2 pelas plantas C3, devido a dificuldades na assimilação de nitrogênio por falta de poder redutor, situação que seria parcialmente compensada por fotorrespiração sob alta temperatura sem restrição hídrica, devido à recuperação da disponibilidade de ácidos orgânicos, poder redutor e consequente assimilação do nitrato. No caso da produção de resina em araucária, a metodologia envolveu basicamente a remoção de acículas (ferimento) e a aplicação de moléculas estimuladoras e sinalizadoras de exsudação de resina conhecidas para Pinus elliottii, espécie mais derivada e de uso comercial, seguida do monitoramento do volume de resina produzido, bem como análise de sua composição por CG-MS. Já para o efeito da elevação de CO2 e temperatura em eucalipto, foram avaliados tratamentos em câmara de crescimento Conviron incluindo condições controle (25 ºC, 379 ppm CO2), elevado CO2 (EC, 730 ppm CO2, 25 ºC), elevada temperatura (ET, 30ºC, 379 ppm CO2) e a combinação destes(EC+ ET, 30ºC, 730 ppm CO2). Monitorou-se parâmetros de crescimento, parâmetros fotossintéticos e de fluorescência da clorofila, bem como o teor de carboidratos, fenólicos, antocianinas, proteínas solúveis e a atividade de nitrato redutase. No que tange à produção de resina em araucária, a hipótese foi refutada, tendo sido verificado que moléculas sinalizadoras típicas para produção de resina em Pinus também foram ativas em araucária, destacando-se etileno, jasmonato e ácido salicílico. Além disso, verificou-se pela primeira vez modulação de produção de resina por nitroprussiato de sódio, um precursor de óxido nítrico. No caso das respostas de eucalipto a simulação de cenários climáticos futuros com fonte oxidada de nitrogênio, os principais resultados foram o melhor desempenho fotossintético e o maior crescimento em plantas sob ET ou EC+ET, parcialmente apoiando a hipótese de que a falta de poder redutor limita o aproveitamento de CO2 por plantas C3 sob condições não condutivas à fotorrespiração, indicando, portanto, a possibilidade de uma resposta compensatória da alta temperatura em relação às dificuldades de assimilação de nitrato, particularmente sob alto CO2 em cenários climáticos futuros. / Understanding the mechanisms and the modulation of stress responses in trees is needed for sustainably exploring these important sources of products of commercial interest, which are also essential from an ecological viewpoint, in climate regulation and by characterizing different biomes.In this thesis, two examples of stresses on tree plantlets were investigated, one involving a gymnosperm under biotic stress and the other an angiosperm facing abiotic stress: control of resin production upon wounding and by signaling molecules in Araucaria angustifolia (Bertol.) Kuntze, and physiological responses of a commercial hybrid of eucalypt (Eucalyptus grandis W. Hill X E. urophylla S.T. Blake) having nitrate as sole N source to high CO2 and heat. In the first case, the hypothesis tested was that the basal conifer A. angustifolia would show regulatory controls diverse from those of more advanced conifers, such as Pinus spp. In the second case, it was tested the hypothesis that under moderate temperature there would be a limitation in the use of excess CO2 by C3 plants due to difficulties in assimilating nitrogen as a result of low reducing power, a situation that could be partly compensated by photorespiration under high temperature and no water restriction, because of a recovery of organic acid availability, reducing power, and consequent nitrate assimilation. In the case of araucaria resin, the methodology consisted in removing needles (wounding) and applying stimulatory and/or signaling molecules of resin exudation know to operate in Pinus elliottii, a more derived species used commercially, followed by monitoring the volume of resin yielded, as well as its composition by GC-MS. For the study of the effect of CO2 elevation and high temperature in eucalypt, the treatments evaluated in a Conviron growth chamber were control conditions (25ºC, 379 ppm CO2) elevated CO2 (EC, 730 ppm CO2, 25ºC), elevated temperature (ET, 30ºC, 379 ppm CO2), and combination of these last two conditions (EC+ ET, 30ºC, 730 ppm CO2). Several indicators were monitored, including: growth and photosynthetic parameters, chlorophyll fluorescence, as well as the content of carbohydrates, phenolics, anthocyanins, soluble proteins, and nitrate reductase activity. With regards to the production of resin in araucaria, the hypothesis was rejected, since signaling molecules, typical stimulators of resin in Pinus, were also active in araucaria, particularly ethylene, jasmonate and salicylic acid. Besides, for the first time, it was shown that resin production could be modulated by sodium nitroprussiate, a precursor of nitric oxide. As far as eucalypt responses to simulations of future climate scenarios under a nitrate-only source of nitrogen, the main results were the better photosynthetic performance and growth of plants under ET and EC+ET, partially supporting the hypothesis that the lack of reducing power limits the benefit and effective use of CO2 by C3 plants under conditions not leading to photorespiration. Thereby, this indicates the possibility of a compensatory response of high temperature to overcome the difficulties of nitrate assimilation, particularly under high CO2in future climate scenarios.

A conversão generalizada de florestas maduras em pequenos fragmentos florestais nos trópicos, aliada a crescente pressão para aumento da produção de alimentos, nas próximas décadas, é esperado que ocorra a conversão de 1 bilhão de hectares de habitats naturais em áreas agrícolas. Deste modo, os ecólogos deparam-se com o desafio de examinarem as respostas dos organismos aos distúrbios antrópicos e o papel de paisagens antropizadas como repositórios de biodiversidade. Nesta tese, nós examinamos o efeito da fragmentação florestal na estrutura e composição de comunidades arbóreas em três formações florestais, sazonais e não-sazonais no sul do Brasil (Floresta Ombrófila Densa - FOD, Floresta Ombrófila Mista - FOM e Floresta Estacional Decidual - FED). Para este fim, utilizamos dois conjuntos de dados. No primeiro, amostramos as comunidades arbóreas em 10 parcelas de 0,1 ha em florestas contínuas (na unidade de conservação de maior extensão de floresta contínua presente em cada formação florestal, no sul do Brasil) e em 10 fragmentos florestais adjacentes na região. Enquanto no segundo, as comunidades arbóreas foram amostradas em 389 parcelas de 0,4 ha cada, de variados tamanhos (entre 26° e 29° S e 48° e 53° O; dados Inventário Florístico Florestal de Santa Catarina). Neste conjunto de dados também examinamos a influência das métricas da paisagem (área florestal, forma e isolamento) e de variáveis climáticas (precipitação, temperatura e sazonalidade) na estrutura e composição das comunidades arbóreas. Em ambas as amostragens, todas as árvores com DAP ≥ 10 cm em cada parcela foram medidas, identificadas ao nível de espécies e caracterizadas em categorias funcionais descrevendo sua estratégia de regeneração, estratificação vertical, modo de dispersão de sementes, tamanho das sementes e densidade de madeira. As parcelas de FOD apresentaram a maior riqueza de espécies, seguida pela FOM e FED. A maioria dos atributos das comunidades apresentou diferenças significativas entre os tipos florestais, as principais diferenças compreenderam: riqueza de espécies, densidade de troncos, proporção de espécies e troncos de pioneiras, proporção de espécies de sub-bosque e espécies dispersas por vertebrados. As formações florestais apresentaram marcadas diferenças nas respostas às variáveis da paisagem e do fragmento. Devido ao fato de possuírem uma flora mais diversificada de espécies tolerantes ao estresse e de demandantes de luz, com uma reduzida riqueza/abundância de espécies de floresta madura tolerantes à sombra, ambas, FED e FOM, são intrinsecamente mais resilientes a distúrbios antrópicos contemporâneos, incluindo efeitos de borda induzidos pela fragmentação, em termos de erosão de espécies e mudanças funcionais. Nós sugerimos que essas diferenças intrínsecas nas respostas às mudanças na estrutura da paisagem entre as formações florestais deveriam guiar distintas estratégias de conservação. / The widespread conversion of old-growth tropical forests into small forest fragments, and mounting pressure to increase food production in the next decades is expected to expand natural habitat replacement with farmland by perhaps 1 billion ha; challenging applied ecologists to examine organismal response to human disturbance and the role played by anthropogenic landscapes as biodiversity repositories. At the present study, we examined the effects of forest fragmentation on the structure and composition of tree assemblages within three seasonal and aseasonal forest types of southern Brazil, including evergreen, Araucaria and deciduous forests. We used two datasets, in the first, we sampled tree assemblages in each forest type within 10 plots of 0.1 ha in both continuous forests (in the largest continuous protected forest areas within each forest type) and 10 adjacent forest fragments. While in the second dataset, trees assemblages were sampled in 389 plots of 0.4 ha forest fragments off all sizes (between 26° and 29° S and 48° and 53° W; data of Floristic and Forest Inventory of Santa Catarina). Using this second dataset, we also examined the influences of landscape metrics (forest area, shape and isolation) and climatic variables (precipitation, temperature and seasonality) on the structure and composition of tree assemblages. In both datasets, all trees with DBH ≥ 10 cm within each plot were measured, identified to species level, and assigned to trait categories describing their regeneration strategy, vertical stratification, seed-dispersal mode, seed size and wood density. Evergreen forest plots exhibited the highest species richness, followed by Araucaria and deciduous forests. Most tree assemblages attributes showed significant differences among forest types, the major differences comprised: species richness, stem density, the proportion of pioneer species and stems, and the proportion of understorey and vertebrate-dispersed species. The forest types demonstrate markedly divergent responses to patch and landscape variables. By supporting a more diversified light-demanding and stress-tolerant flora with reduced richness/abundance of shade-tolerant, old-growth species, both deciduous and Araucaria forests, the tree assemblages are more intrinsically resilient to contemporary humandisturbances, including fragmentation-induced edge effects, in terms of species erosion and functional shifts. We suggest that these intrinsic differences in responses to changes in landscape structure between forest types should guide conservation strategies.

Em ecologia de comunidades buscam-se padrões reproduzíveis, dentre os quais se destaca a busca por regras de montagem ou padrões de organização de comunidades. Diante disso propomos a avaliação desses padrões, com base em convergência e divergência de atributos (TCAP – trait convergence assembly patterns e TDAP – trait divergence assembly patterns, respectivamente), e da influência filogenética na organização de assembléias de espécies lenhosas em florestas. As comunidades foram descritas a partir de atributos funcionais de espécies vegetais, considerando um gradiente sucessional de Floresta Ombrófila Mista, entre áreas que sofreram supressão total da vegetação (denominadas comunidades iniciais) e áreas que não sofreram intervenções expressivas (comunidades avançadas). Para tal, as espécies amostradas, tanto para o estrato superior (indivíduos com DAP ≥ 10 cm), quanto para o estrato inferior (indivíduos com altura > 0,10 m e até 1 cm de DAP), que apresentaram frequência superior a 10%, considerando a amostragem total, foram descritas a partir de 17 atributos funcionais e por relações filogenéticas. Os dados foram analisados a partir de algoritmos baseados em multiplicação e correlações parciais entre diferentes matrizes, que possibilitam discriminar a relevância de TCAP, TDAP e do sinal filogenético para os padrões. Os resultados indicaram que está ocorrendo estruturação das comunidades vegetais a partir dos padrões avaliados, seja convergência ou divergência, relacionados, também, com a filogenia. Diante disso, avaliamos fatores abióticos (filtros ambientais) e bióticos (filtros bióticos) exercem efeitos distintos em comunidades ao longo de um gradiente sucessional, sendo possível observar, também, o sinal filogenético nessas. / In community ecology reproducible patterns are sought, among which stands out the search for assembly rules or assembly patterns. Considering this we propose to evaluate these patterns, based on convergence and divergence of attributes (TCAP – trait convergence assembly patterns and TDAP – trait divergence assembly patterns, respectively) and the phylogenetic influence in the organization of assemblages of woody species in forests. The communities were described from functional traits of plant species, considering a successional gradient of Araucaria Forest, among areas subjected to total removal of vegetation (called initial communities) and areas that haven’t suffered significant interventions (advanced communities). To this end, the species sampled for both the upper stratum (individuals with DBH ≥ 10 cm), and for the lower stratum (individuals with height > 0.10 m and until 1 cm DBH), which had a frequency exceeding 10%, considering the total sampling, were described from 17 functional attributes and phylogenetic relationships. Data were analyzed using algorithms based on multiplication and partial correlations between different matrixes, which permit to discriminate the relevance of TCAP, TDAP and phylogenetic signal to the patterns. The results indicated that is occurring organization of plant communities from the patterns assessed, either convergence or divergence, related also with the phylogeny. Given this, we conclude that abiotic (environmental filters) and biotic (biotic filters) factors exert distinct effects on communities along a successional gradient, and it was possible to observe also the phylogenetic signal in these.

Este trabalho analisou espaço-temporalmente a assembleia de borboletas em Matas de Restinga e em Matas de Araucária no Rio Grande do Sul. Foram verificados aspectos de sazonalidade, variação na atividade diária e eficiência amostral. O estudo foi desenvolvido no Parque Estadual de Itapuã (30022’S 51002’W) e na Floresta Nacional de São Francisco de Paula (29º24’ S 50º22’ W). Foram realizadas duas saídas a campo por estação do ano para cada formação vegetal (32 no total), de julho de 2007 a maio de 2009. As borboletas foram registradas das 8:00 às 17:45 através do método de observação de varredura e com auxílio de rede entomológica. Foi elaborada uma lista de espécies e foram avaliadas a suficiência amostral, calculados estimadores analíticos de riqueza de espécies e índices de diversidade, avaliadas as curvas de distribuição de abundância, utilizadas análises de Rarefação baseada em indivíduo, de Agrupamento através da istância média (UPGMA), SIMPER, NPMANOVA, Escalonamento Multidimensional não Métrico (NMDS), Regressão Múltipla e Análise de Correspondência Canônica (CCA). A eficiência amostral na identificação de borboletas até espécie também foi mensurada. Após 480 horas de amostragens, foram registrados 3.347 indivíduos distribuídos em 188 espécies e subespécies de borboletas, pertencentes a seis famílias. Dentre estas, 61 espécies são novas ocorrências para a Mata de Restinga, 13 para a Mata de Araucária e três são novos registros para o Rio Grande do Sul. A sazonalidade afetou a diversidade e a composição de borboletas. Na Mata de Restinga, a riqueza foi maior na primavera e a abundância no outono. Na Mata de Araucária o outono foi a estação com mair riqueza e abundância de borboletas. As espécies raras prevaleceram e 20% do total de espécies registradas foram sazonais. Nymphalidae e Hesperiidae determinam o padrão geral de diversidade das assembleias ao longo do tempo. A temperatura foi a variável que melhor explicou a diversidade em ambos locais de estudo. Ao longo do dia, na Mata de Restinga, o horário com maior diversidade foi às 11:00 e na Mata de Araucária, foi entre 10:00 e 11:00. A CCA evidenciou o papel do vento e da temperatura na atividade e na sazonalidade das assembleias, em ambas formações vegetais. O horário das 10:00 às 16:00 comprovou ser efetivo para maximização do registro de espécies no interior das matas em ambos locais de estudo. A eficiência amostral foi alta e não houve relação entre o número de indivíduos não identificados até espécie e a densidade geral de borboletas. O gênero Actinote Hübner, [1819] foi o único táxon com perdas superiores a 50% nas identificações e somente na Mata de Araucária. Apesar do contraste entre a fitofisionomia das áreas de estudo e da diferença na composição das assembleias de borboletas, foi possível registrar, em ambas localidades, a margem de erro da técnica empregada. Variações temporais em insetos podem ser verificadas mesmo em pequenas escalas de latitude e altitude. Entender estes padrões pode ser uma ferramenta útil para conservação e monitoramento de ambientes ameaçados. Espera-se que a presente abordagem sirva de estímulo para estudos sobre a lepidopterofoauna em regiões subtropicais.

No Sul do Brasil ocorrem mosaicos naturais de vegetação campestre e florestal, sob um clima que é favorável às formações florestais. O processo de expansão florestal tem sido observado principalmente sobre áreas de campo excluído de perturbações de fogo e pastejo. Estudos sobre padrões de vegetação lenhosa associados a variáveis ambientais locais em áreas de campo sujeitas à expansão florestal constituem uma importante ferramenta para avaliação da dinâmica da vegetação considerando mudanças ambientais ou de regime de perturbação. No intuito de inferir sobre os processos relacionados à expansão florestal sobre campos no Sul do Brasil, este estudo busca os padrões atuais na composição e estrutura da vegetação lenhosa sobre uma área de campo excluído de manejo há 34 anos e as possíveis associações destes com variáveis espaciais e ambientais. Para tanto, amostramos a vegetação lenhosa em 110 unidades amostrais circulares (6m de raio) estabelecidas de forma sistemática (equidistantes 100m) sobre áreas originalmente mapeadas, em 1985, como vegetação campestre ou vassoural. A amostragem foi estratificada para o critério de inclusão baseado no diâmetro do caule a altura do solo (DAS). As unidades amostrais de 6m de raio contemplavam os indivíduos com DAS5cm e estas incluíram três sub-parcelas de 1m de raio para amostragem proporcional de indivíduos menores (DAS<5cm, mas com altura superior a 1m). Como variáveis ambientais, a distância mínima de uma área-fonte florestal e fatores químicos e físicos do solo foram avaliados para cada unidade amostral. Os dados de vegetação foram analisados através de parâmetros fitossociológicos, sendo os padrões, e suas relações com o ambiente, acessados por análise exploratória conjugando técnicas estatísticas uni e multivariadas. Os resultados revelam que em áreas campestres excluídas de fogo e pastejo, como a que foi estudada, ocorre um processo espacial e temporal relacionado com a distância da área fonte florestal, mostrando um gradiente sucessional. Quanto mais próximo da antiga borda florestal, as comunidades de espécies lenhosas são mais antigas e caracterizadas por espécies mais tipicamente florestais. A medida que o processo se afasta da borda encontram-se comunidades em estágios sucessionais intermediários, onde os arbustos campestres gradualmente cedem lugar a espécies florestais pioneiras, nucleadoras de vegetação florestal, as quais atraem dispersores e criam condições favoráveis ao estabelecimento de mais espécies florestais. E nas áreas mais distantes da borda ainda predominam arbustos campestres (e.g. Baccharis uncinella). Eles gradativamente suprimem o estrato herbáceo de gramíneas pela sua abundância e, em alguma medida, facilitam o estabelecimento das espécies florestais pioneiras. Nesses processos, o solo se modifica em direção a condições de maior acúmulo de matéria orgânica e de maior fertilidade, mais favoráveis ao estabelecimento de espécies florestais. / In South of Brazil there are forest-grassland mosaics under a climate suit for forest development. The forest expansion process has been observed mainly over grasslands excluded from cattle grazing and fire disturbances. Studies accessing patterns of woody vegetation linked to local environmental variables in grasslands areas subject to forest expansion constitute an important tool for vegetation dynamics evaluation considering environmental or disturbance management changes. Our purpose is access the current woody vegetation patterns and their potential linking with spatial and environmental variables on a grassland area excluded from management since 34 years ago. For this we surveyed woody species on 110 sampling units systematically plotted (halfway 100m) over areas that were originally mapped at 1985 as grasslands or shrublands. The sampling was stratified according to the inclusion criterion based on the stem diameter at the height of the soil (DHS). In the 6m ray sampling units all individuals with DHS5cm were surveyed and, inside them, three sub-plots of 1m of ray were used to sample proportional smaller individuals (DHS<5cm, but with more than 1m height). As environmental variables, the minimum distance of a forest area-source, and chemical and physical soil characteristics were considered for each sampling unit. The vegetation data and patterns were analyzed through phytosociological parameters and by exploratory analysis conjugating united and multivariate statistical techniques. The results revealed that grassland areas excluded of fire and grazing, as the one that it was studied, are suitable to spatial and temporal processes related to the distance of the source-forest area, showing a sucessional gradient. Close to the old forest border, the woody species communities are older and characterized by typical forest species. As the process stands back of the border the communities are in intermediate sucessional stage, where grassland shrubs gradually give up place to pioneer forest species, nurse species, which attract dispersers and create favorable conditions to the establishment of more forest species, allowing forest expansion process. In the most distant border areas grassland shrubs still prevail (e.g. Baccharis uncinella). They gradually suppress the grasses stratum because of their abundance and, in some way, facilitate the establishment of pioneer forest species. In those processes, the soil modifies towards conditions of larger accumulation of organic matter and larger fertility, more favorable to the establishment of forest species.

Conjecturas sobre os processos ecológicos que formaram no Planalto Meridional Brasileiro o mosaico vegetacional de Floresta com Araucária e Campos têm sido postuladas. Estudos paleopalinológicos recentes confirmam a hipótese de expansão florestal sobre as áreas campestres, em virtude de alterações climáticas ocorridas no Holoceno. Por outro lado, os regimes de queima e de pastejo, provavelmente, têm retardado o estabelecimento arbóreo em áreas campestres. Portanto, os padrões vegetacionais têm resultado de processos ocorrendo em diferentes escalas espaço-temporais. Esta dissertação objetiva investigar padrões e processos espaço-temporais da vegetação atual em ecótonos entre Campos e Floresta com Araucária. Para tanto, estudos foram conduzidos no Centro de Pesquisas e Conservação da Natureza (CPCN) Pró-Mata, em São Francisco de Paula, RS, uma área de encontro de formações campestre e florestais, destinada à conservação desde 1994. Primeiramente, estudou-se a dinâmica vegetacional na escala de paisagem, por meio da comparação de registros aerofotográficos de 1974 e 1999 analisados num sistema de informações geográficas. Nesse período foram registradas intensas alterações na vegetação campestre adjacente às manchas de floresta, especialmente um pronunciado estabelecimento de arbustos. Além disso, foi evidenciado um padrão direcional de alteração nas comunidades campestres, indicado pelo estabelecimento de arbustos e posterior ocupação arbórea. Baseado em observações in situ , conjetura-se que as alterações foram muito mais pronunciadas a partir da criação do CPCN Pró-Mata, quando a área foi protegida de queima e pastejo. Em seguida, investigaram-se padrões e processos vegetacionais pela descrição da composição florística e das condições do solo em transecções localizadas na transição campo-floresta. Foram utilizados métodos de análise exploratória multivariada, considerando várias escalas de observação. Os resultados evidenciaram padrões vegetacionais consistentes, e associação destes com variáveis de solo. Pelos resultados infere-se que o processo de avanço florestal sobre os campos têm produzido alterações edáficas, como evidenciado pela relação Mg K-1, pH e teores de alumínio trocável. Os resultados de ambos os estudos sobre transições campo-floresta no nível da paisagem e no das comunidades corroboram a teoria de expansão florestal sobre os campos, bem como, ressaltam a influência de fatores de distúrbio atuando localmente no processo.

O presente trabalho tem como objetivos caracterizar os anéis de crescimento de árvores de A. columnaris, quanto a estrutura anatômica microscópica do lenho, a aplicação na determinação da idade, taxa de crescimento e o teor de Pb em uma seqüência de anéis de crescimento previamente datados. Visa, também, verificar o potencial da espécie no monitoramento ambiental, segundo as técnicas de dendroquímica, definida como a mensuração quanti e qualitativa dos micro e macronutrientes e de elementos traço nos anéis de crescimento das árvores, indicando mudanças retrospectivas na sua absorção e translocação. Foram selecionadas árvores de A. columnaris localizadas no “Campus Luiz de Queiroz” da ESALQ/USP, em dois sítios diferentes. O primeiro em área próxima à Avenida Centenário, caracterizado pelo intenso fluxo de veículos e constituindo-se em uma das principais vias de acesso aos bairros da cidade e às estradas estaduais. O segundo sítio localiza-se no interior do Campus da ESALQ, acerca de 150 m do primeiro sítio e em área de baixa pressão antrópica com as árvores consideradas como testemunha. Foram coletadas amostras do lenho das árvores, através de método não destrutível e feita a caracterização anatômica do lenho de acordo com as normas da AIWA e com o auxílio de um sistema de análise de imagens. Aplicou-se a densitometria de raios X para analisar as variações da densidade aparente dos anéis de crescimento das árvores. A taxa de crescimento e a idade das árvores foram determinadas por técnicas de dendrocronologia, permitindo a correspondência exata de cada anel de crescimento com os anos do calendário. Em cada sítio analisou-se com espectrômetro de absorção atômica com forno de grafite o teor de Pb nos anéis de crescimento. Os resultados obtidos com relação à dendroquímica mostraram que os teores de Pb detectados nos anéis de crescimento das árvores de A. columnaris em um período de 30 anos, embora baixos, indicam a sua ocorrência de forma cíclica no ambiente, a taxa de crescimento do tronco das árvores de A. columnaris não foi afetada pela presença de Pb nos anéis de crescimento, a metodologia de análise dos anéis de crescimento e do teor de Pb no lenho das árvores de A. columnaris mostrou-se eficiente no monitoramento ambiental através da dendroquímica. / The present work has the aim to characterize the micro anatomical features of the tree rings of the A. columnaris, determinate the age and the growth rate, analyze the lead concentration in a tree ring sequence previously dated and to verify the applicability of the this specie in the environmental monitoring using the dendrochemistry techniques. It is defined as the quantitative and qualitative measure of the micro and macronutrients and trace elements in the tree rings. It indicates retrospective changes in the uptake and translocation. These were selected trees of A. columnaris located in the “Campus Luiz de Queiroz” of the ESALQ/USP in two different sites. The first is an area near the Centenário Avenue that is characterized by the intense flux of vehicles and been one of the principal rote of access to the districts and state highways. The second site is located inside the Campus of the ESALQ, 150 m far from the first site. That is an area with low anthropogenic pressure. The trees in this site were considered to be testimonies. These were collected tree wood samples through the not destructive method. The anatomical characterizations were done considering the norms of AIWA and with the auxiliary of the images analyze system. The X ray densitometry was used to check the variations in the tree rings density. The growth rate and the age of the trees were determinate by the dendrochronology technique. It permitted an exact correspondence of the tree rings and the years in the calendar. The dated tree rings lead concentration of each site was analyzed with graphite furnace atomic absorption spectrometry. The dendrochemistry results show that the Pb concentrations in the A. columnaris tree rings during the last 30 years were low and with a cyclic pattern, the growth rate was not affected by the tree rings lead concentration, the tree rings and Pb concentration methodology of analyze was adequate to by used in the environmental monitoring.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work aims at modeling the diameter growth for individual trees of Araucaria angustifolia, present in the Mixed Ombrophylous Forest at National Forest of São Francisco de Paula, northeast of Rio Grande do Sul. Therefore, 8 years remeasurements of 251 araucaria individuals were used, they were distributed over the permanent plots of the Project PELD CNPq. After the data consistency confirmation, a yield model was built, having as dependent variable the future diameter, using regression and analysis of covariance. As independent variable, the dimensional characteristic of the individuals were used and the distance independent competition indices. The most correlated variable with the future diameter was the current diameter. The competition indices showed high correlation with the dependent variable, correctly representing the competitive pressure exerted on the tree, but they didn´t enter in the regression model. Only the current diameter, multiplied by a coefficient, plus a constant value which differed according to the sociological position of the individuals, it was effective to predict the future diameter. The model showed better estimates for emerging individuals of Araucaria angustifolia, however, its use in the individual tree growth prognosis should be cautious due to the magnitude of the errors it presented. / Este trabalho objetivou modelar o crescimento em diâmetro para árvores individuais de Araucaria angustifolia, ocorrentes na Floresta Ombrófila Mista da Floresta Nacional de São Francisco de Paula, no nordeste do Rio Grande do Sul. Para tanto, foram utilizadas remedições de 8 anos de 251 indivíduos de araucária, distribuídos ao longo das parcelas permanentes do Projeto PELD CNPq. Após confirmação da consistência dos dados, foi construído um modelo de produção, tendo como variável dependente o diâmetro futuro, utilizando regressão e análise de covariância. Como variáveis independentes, foram utilizadas as características dimensionais dos indivíduos e os índices de concorrência independentes de distância. A variável mais correlacionada com o diâmetro futuro foi o diâmetro atual. Os índices de concorrência apresentaram alta correlação com a variável dependente, representando corretamente a pressão competitiva exercida sobre a árvore, mas não entraram no modelo de regressão. Somente o diâmetro atual, multiplicado por um coeficiente, acrescido de um valor constante o qual diferiu de acordo com a posição sociológica do indivíduo, foi eficiente para predizer o diâmetro futuro. O modelo apresentou melhores estimativas para indivíduos de Araucaria angustifolia emergentes, no entanto, o seu emprego na prognose de crescimento de árvores individuais deve ser cauteloso devido a magnitude dos erros de predição que apresentou.

Our understanding of the natural world is constantly evolving and strengthening as more observations are made and experiments are performed. For example, we understand that tree stems grow toward the light (positive phototropism; Darwin 1880, Loehle 1986, Christie et al. 2013) and against gravity (negative gravitropism; Knight 1806, Hashiguchi et al. 2013). We also know that plants respond to mechanical stimulus and perturbation (thigmotropism; Braam 2005). Genes and their resulting proteins have been described to uncover some of the mechanisms for these environmental responses, but relatively speaking, we have just scratched the surface (Wyatt et al. 2013). While the discovery of the molecular mechanisms responsible for these behaviors is certainly dependent on the ever-improving lab technology available, every molecular discovery is dependent on a macroscopic observation. In this manuscript I present the two novel macroscopic observations I made on members of Araucaria in the urban forest. The first describes a hemisphere-dependent lean in A. columnaris, and the second provides genetic and morphological evidence that hybrids exist between A. columnaris and A. heterophylla. Araucaria columnaris (J.R. Forst.) Hooker, or the Cook Pine is a conifer with a narrow native range that has been cultivated worldwide and grows unlike any other tree known. The initial observation we made was that trees in California and Hawaii lean south, and trees in California lean to a greater extent than trees in Hawaii. Measuring 250 trees in 16 regions worldwide, however, produced statistically significant evidence for a hemisphere dependent directional leaning pattern. Trees in the northern hemisphere lean south, and trees in the southern hemisphere lean north. Additionally, the lean becomes more pronounced at greater distances from the equator. We also gathered morphological and genetic evidence in the California urban forest that A. columnaris and A. heterophylla (Salisb.) Franco are hybridizing. Many individuals have intermediate characteristics of both species, which originally led me to believe that hybrids exist in cultivation. After analyzing several individuals with microsatellite genetic markers, I have enough evidence to conclude that hybrids between A. columnaris and A. heterophylla exist. This is an important observation mainly for municipalities and arborists interested in properly identifying trees in the urban forest. Knowing the proper identity of trees is imperative to informing decisions about their protection or removal. As we continue to ask questions about the inner workings of nature we will continue to gain a better appreciation for what we still do not know. The evidence provided in this manuscript better informs our future questions about a leaning pattern in A. columnaris and about the history of the cultivation of Araucaria.