O modelo tradicional de dinâmica de expansão da floresta com Araucaria sobre os campos do Planalto Sul-brasileiro foi desenvolvido pelo naturalista Roberto Klein (1923-1992), e foi baseado no processo de nucleação florestal em áreas campestres. Estudos visando compreender o processo de estabelecimento de espécies de plantas lenhosas florestais em manchas de floresta com Araucaria isoladas em áreas campestres do Planalto Nordeste do Rio Grande do Sul foram desenvolvidos a partir da análise de padrões de colonização e mecanismos de dispersão de diásporos. Os estudos foram conduzidos no CPCN Pró-Mata PUCRS, em São Francisco de Paula, Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. O CCapítulo 1 apresenta os principais eixos teóricos abordados ao longo da tese, seus referenciais históricos e contexto local. No CCapítulo 2 foi avaliado o papel de arbustos e árvores isoladas como sítios de colonização para espécies lenhosas florestais em áreas abertas.Foram encontradas mais plântulas de espécies florestais sob a copa de plantas-berçário (particularmente sob araucárias) do que em áreas abertas e as plântulas apresentaram diásporos dispersos principalmente por vertebrados, indicando a importância de árvores de Araucaria angustifolia como plantas-berçário no processo de colonização de sítios campestres por espécies florestais. Os capítulos 3, 4 e 5 discutem padrões de colonização de manchas florestais por espécies lenhosas florestais e mecanismos de dispersão de espécies florestais colonizadoras de manchas. Foram analisadas manchas florestais de tamanhos diferentes em área de campo nativo. No Capítulo 3 foram analisadas a composição de espécies (abundância relativa), a riqueza, a diversidade e os padrões de colonização em comunidades de plantas jovens nas manchas. Riqueza e diversidade foram positivamente correlacionadas com aárea da mancha; além disso, a ordenação das unidades amostrais de acordo com a abundância relativa de indivíduos jovens de espécies lenhosas indicou um gradiente nas comunidades de plantas jovens associado com a área da mancha. A razão entre a abundância de espécies residentes (presentes nas comunidades tanto como indivíduos jovens quanto como adultos) e colonizadoras (presentes nas comunidades somente como indivíduos jovens) aumentou de plantas-berçário para manchas grandes. Nestas últimas, o predomínio de espécies residentes nas comunidades de indivíduos jovens dificulta a imigração de novas espécies para as manchas, limitando a riqueza e a diversidade. No Capítulo 4 foram analisadas as estratégias de dispersão das espécies lenhosas colonizadoras das manchas.Foi avaliada a influência da filogenia e atributos de diásporos relacionados à atração de dispersores (DAT) sobre o trade-off tamanho de semente/número de sementes (SSNT) em espécies lenhosas colonizando manchas florestais, e em comunidades de plantas jovens presentes em manchas florestais de tamanhos diferentes. A alocação de energia para dispersão (número de sementes) em detrimento de sobrevivência da prole (tamanho das sementes) aumentou o sucesso no estabelecimento de espécies colonizadoras em manchas florestais somente quando as influências da filogenia e do DAT foram controladas através de análise de resíduos. A área da mancha exerceu uma pressão seletiva sobre o tamanho das sementes, especialmente quando as influências de filogenia e DAT foram removidas. No Capítulo 5 foi analisada a influência das interações entre plantas colonizadoras e frugívoros dispersores sobre a colonização de manchas florestais.A maioria das espécies lenhosas colonizando manchas de floresta com Araucaria apresentaram diásporos associados com dispersão por vertebrados. Interações entre plantas e frugívoros envolvendo aves de tamanho médio, a maioria frugívoras, associadas com habitats de borda e hábito migratório correlacionaram-se positivamente com manchas pequenas e grandes, enquanto aquelasenvolvendo aves residentes de tamanho grande, em sua maioria não-frugívoras e habitantes de áreas abertas e florestas associaram-se com plantas-berçário. Nossos resultados sugeriram um trade-off envolvendo a quantidade de reservas contidas na semente e a probabilidade do diásporo ser transportado por um frugívoro. No Capítulo 6, uma ampliação do modelo original de Klein é sugerida, e inclui outros níveis tróficos no processo de nucleação de manchas de floresta com Araucaria sobre os campos do Planalto Sul-brasileiro. / The traditional model of expansion dynamics of the Araucaria forest over Campos grassland found in the southern Brazilian highlands was developed by the naturalist Roberto Klein (1923-1992), and was based on the forest nucleation process over grassland sites. Studies concerning the establishment of forest woody plant species into Araucaria forest patches isolated in grassland sites occurring in the Northeast Plateau of the Rio Grande do Sul were developed from analises of plant colonization patterns and diaspore dispersal mecanisms. Studies were conducted at the CPCN Pró-Mata PUCRS, São Francisco de Paula, Rio Grande do Sul State, Brazil. The Chapter 1 presents the main theoretical axes covered along the thesis, its historical backgrounds and its local context. In the Chapter 2 was evaluated the role of isolated shrubs and trees as colonization sites for forest woody species in open areas.We found more forest species seedlings beneath the nurse plant crowns (particularly beneath Araucaria trees) than in open areas, and the seedlings presented diaspores mainly dispersed by vertebrates, indicating the importance of Araucaria angustifolia trees as nurse plants in grassland colonization process by forest species.The chapters 3, 4 e 5 discuss patch colonization patterns and dispersal mecanisms of colonizer species in patches. Forest patches of different sizes and occurring in a native grassland were analyzed. In the Chapter 3 we analyzed the species composition (relative abundance), richness, diversity and colonization patterns in sapling communities in the patches. Richness and diversity were positively correlated with patch area; furthermore, the ordination of the sampling units according to the relative abundance of saplings from woody species has indicated gradient in the sapling communities associated with patch area.The ratio among theabundance of resident species (those present in the communities both as saplings and adult individuals) and the abundance of colonizer species (those present in the communities only as saplings) increased from nurse plants to large patches. In the last, the prevailence of resident adults in the sapling communities made difficult the immigration of new species into the patches, limiting richness and diversity. In the Chapter 4, the dispersal strategies of woody species colonizing patches were analyzed. We evaluated the influence of phylogeny and diaspore attributes related to disperser attraction (DAT) on the seed size/number trade-off (SSNT) in woody species colonizing forest patches, and in sapling communities present in forest patches of different sizes.Energy allocation for dispersal (seed number) in detriment of offspring survival (seed size) increased the establishment success of the colonizer species in forest patches only when the influences of phylogeny and DAT were controlled through residual analysis. Patch area exerted a selective pressure on seed size, especially when the influences of phylogeny and DAT were removed. In the Chapter 5 we analyzed the influence of interactions between colonizer plants and disperser frugivores in the forest patch colonization. Most woody species colonizing Araucaria forest patches presented diaspore associated with vertebrate dispersal. Interactions between plants and frugivores involving medium-sized, mostly frugivorous birds, associated with edge habitats and migratory habit positively correlated with small and large patches, while those involving large-sized, resident, mostly non-frugivorous birds inhabiting open areas and forests were associated with nurse plants. Our results suggested a trade-off involving the seed reserve content and the probability of the diaspore being transported by a given frugivore. In the Chapter 6, an extension of the Klein´s original model is suggested, and includes other trophic levels in the process of Araucaria forest patch nucleation over the Campos grassland of the South Brazilian Plateau.

Distintos padrões de composição de espécies de plantas podem ser observados ao longo de metacomunidades, pois espécies variam de acordo com os diferentes tipos de ambiente e também com a distância geográfica, dado o processo de dispersão. Ainda, estes mecanismos podem causar variação temporal na composição ou abundância de espécies em um sítio devido a alterações que estes mecanismos podem sofrer. Compreender como as mudanças na composição de espécies no espaço, definida como beta diversidade, ou no tempo estão relacionadas ao clima passado, atual ou futuro podem ajudar no planejamento de conservação de uma região. Assim, esta tese esta dividida em quatro capítulos e aborda questões relacionadas com mudanças espaçotemporais na composição de espécies sob uma perspectiva de planejamento de conservação e mudanças climáticas na Mata Atlântica. O primeiro capítulo apresenta um banco de dados com a informação de ocorrência de 1917 espécies de plantas arbóreas distribuídas em 206 comunidades na Mata Atlântica, em diferentes formações florestais (Floresta Atlântica stricto sensu (s.s.), Floresta com Araucária e Floresta Estacional). O segundo capítulo relacionou padrões de beta diversidade com a efetividade da rede de áreas protegidas nas formações florestais do sul da Mata Atlântica (Floresta Atlântica, Floresta com Araucária e Floresta Estacional). Encontramos altos valores de turnover e baixo aninhamento para todas as formações florestais, por isso recomendamos que esforços adicionais precisam almejar o aumento no número de áreas protegidas, especialmente para a Floresta com Araucária e a Floresta Estacional. A maioria das áreas protegidas no sul da Mata Atlântica estão concentradas na região leste, priorizando a Floresta Atlântica s.s. O terceiro capítulo trouxe novas perspectivas sobre a dinâmica da Floresta com Araucária no tempo através da modelagem de nicho ecológica. Durante as flutuações climáticas do Quaternário, estudos palinológicos indicavam uma expansão da Floresta com Araucária, porém nossos resultados demonstraram uma retração da área de cobertura desta floresta, principalmente nas zonas de contato com outras formações florestais. Também observamos que futuramente, se a temperatura continuar aumentando como previsto, a Floresta com Araucária sofrerá uma drástica redução na sua distribuição. Por fim, o capítulo quatro investigou como as espécies de árvores estão respondendo aos efeitos de mudanças climáticas em parcelas permanentes localizadas em ecótonos de florestas Atlânticas. Os resultados mostram que espécies tropicais estão migrando em direção a áreas de maior altitude, ou seja mais frias. Espécies tropicais que já ocorrem em áreas vi de Floresta com Araucária estão apresentando maiores taxas de recrutamento e crescimento, e menor mortalidade do que espécies temperadas, características da Floresta com Araucária. / Distinct patterns of plant species composition can be observed along metacommunities, as species vary in relation to different types of environment and also to the geographic distance, given the dispersal process. These mechanisms may yet lead temporal variation in species composition or abundance in a given place due to fluctuations on these mechanisms. Understanding how changes in species composition across the space, defined as beta diversity, or in time are related with past, current and future climate changes can help conservation planning in a given region. Thus, this thesis is divided into four chapters and discusses shifts in species composition across space and time under the perspective of conservation planning and climate changes in the Atlantic Forest. The first chapter shows a database with 1917 tree species occurrence distributed in 206 sites across distinct forest formations in the Atlantic Forest biome (Atlantic Rainforest, Araucaria Forest and Seasonal Forest). The second chapter related beta diversity patterns with the effectiveness of the current network of protected areas in southern Brazilian Atlantic forests (Atlantic Rainforest, Araucaria Forest and Seasonal Forest). We found high values of turnover and low nestedness for all forest formations, thus additional conservation efforts must target an increase in the number of protected areas, especially for the Araucaria Forest and the Seasonal Forest. Most protected areas are currently limited to the eastern region and prioritize the Atlantic Rainforest. The third chapter brought new insights about the Araucaria Forest dynamics in time through ecological niche models. During the climatic fluctuations of the Quaternary, palynological studies indicated an expansion of the Araucaria Forest, however our results demonstrated an overall retraction of the cover area, mainly in boundary zones with other forest formations. Yet, we showed that in the future, if the temperature continues to increase as expected, the Araucaria Forest would suffer a drastic reduction in its distribution. Finally, the fourth chapter investigated how tree species are responding to climatic changes in permanent plots located in Atlantic forests ecotones. Our results showed that tropical species are migrating towards to colder areas in higher altitudes. Tropical species that already occur in Araucaria Forest areas are even presenting higher rates of recruitment and growth, and lower mortality than temperate species characteristics from the Araucaria Forest.

A introdução de espécies cresceu nos últimos séculos e muitas delas têm se tornado problema devido à alta capacidade de invasão, modificando ecossistemas naturais e ameaçando espécies nativas. O javali (Sus scrofa) tem demonstrado grande capacidade de invasão e de produção de danos à biodiversidade e agropecuária. No Brasil, a combinação de ambientes com grãos cultivados e remanescentes de vegetação silvestre parece oferecer aos javalis condições alimentares adequadas. Neste trabalho analisamos o conteúdo estomacal de javalis abatidos por controladores para caracterizar a composição de alimentos explorados em três ecorregiões brasileiras – os Campos Sulinos, as Florestas de Araucária e o Pantanal - e avaliar os possíveis riscos que a espécie pode representar para a produção agropecuária e a conservação da biodiversidade. Examinamos a existência de padrões de dieta em cada ecorregião e sua relação com atributos dos indivíduos, do ambiente e da caça através de métodos de ordenação. Visualizamos a distribuição de macronutrientes através da ferramenta gráfica Triângulo-Retângulo de Mistura. Partes aéreas de plantas frescas e raízes formaram a base da dieta nas três ecorregiões. Quando disponíveis, grãos cultivados nos Campos Sulinos e Florestas de Araucária e frutos e sementes silvestres no Pantanal parecem ser preferidos à forragem, o que pode ser explicado por possuírem alto valor energético. Raízes e invertebrados são importantes alimentos no Pantanal, principalmente no período de vazante. Além do registro do consumo de fauna nativa houve o consumo de ovinos. Nas três ecorregiões estudadas há grande variação na proporção em que itens são encontrados em cada estômago. Estes achados sugerem que as necessidades nutricionais são menos importantes ou de difícil ajuste nas condições limitantes dos ambientes silvestres. Nos Campos Sulinos o consumo de proteínas alcançou níveis ideais para crescimento e lactação quando comparado ao porco doméstico o que sugere melhores condições de expansão e abundância nessa região. De forma geral, a dieta de javalis nas ecorregiões estudadas sugere que os principais danos à biodiversidade estejam mais relacionados com a competição difusa por exploração de recursos e alterações nos hábitats e processos ecossistêmicos pela busca por recursos do que pela predação de espécies de interesse especial de conservação. / Introduction of species has grown in recent centuries and many have become a problem due to high invasiveness, modifying natural ecosystems and threatening native species. Wild boar (Sus scrofa) has demonstrated great capacity for invasion and production of damages to biodiversity and agriculture. In Brazil, the combination of environments with cultivated grains and remnants of wild vegetation seems to offer the wild boars adequate food conditions. In this study, we analyzed the stomach contents of wild boars slaughtered by controllers to characterize the composition of foods exploited in three Brazilian ecoregions characterized by mosaics of fields and forests – the South Brazilian Campos, the Araucaria Forests and Pantanal - and to evaluate the possible risks that the species can represent for agricultural production and conservation of biodiversity. We examined the existence of dietary patterns in each ecoregion and its relation with individuals' attributes, the environment and hunting through ordering methods. We visualize the macronutrient distribution through the right-angle misture triangle (RMT) tool. Aerial parts of fresh plants and roots formed the basis of diet in the three ecoregions. When available, grains grown in the South Brazilian Campos and Araucaria Forests and wild fruits and seeds in the Pantanal seem to be preferred to the forage, which can be explained by their high energy value. Roots and invertebrates are important food in the Pantanal, especially in the period of ebb. In addition to the consumption of native fauna, there was consumption of sheep. In the three ecoregions studied there is great variation in the proportion in which items are found in each stomach. These findings suggest that nutritional needs are less important or difficult to adjust under conditions that limit wild environments. In the Shouth Brazilian Campos the protein consumption reached optimal levels for growth and lactation when compared to the domestic pig, which suggests better conditions of expansion and abundance in this region. In general, the wild boar diet in the ecoregions studied suggests that the main damages to biodiversity are more related to the diffuse competition for resource exploitation and changes in habitats and ecosystem processes due to the search for resources than for the predation of species of special interest to conservation.

O modelo tradicional de dinâmica de expansão da floresta com Araucaria sobre os campos do Planalto Sul-brasileiro foi desenvolvido pelo naturalista Roberto Klein (1923-1992), e foi baseado no processo de nucleação florestal em áreas campestres. Estudos visando compreender o processo de estabelecimento de espécies de plantas lenhosas florestais em manchas de floresta com Araucaria isoladas em áreas campestres do Planalto Nordeste do Rio Grande do Sul foram desenvolvidos a partir da análise de padrões de colonização e mecanismos de dispersão de diásporos. Os estudos foram conduzidos no CPCN Pró-Mata PUCRS, em São Francisco de Paula, Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. O CCapítulo 1 apresenta os principais eixos teóricos abordados ao longo da tese, seus referenciais históricos e contexto local. No CCapítulo 2 foi avaliado o papel de arbustos e árvores isoladas como sítios de colonização para espécies lenhosas florestais em áreas abertas.Foram encontradas mais plântulas de espécies florestais sob a copa de plantas-berçário (particularmente sob araucárias) do que em áreas abertas e as plântulas apresentaram diásporos dispersos principalmente por vertebrados, indicando a importância de árvores de Araucaria angustifolia como plantas-berçário no processo de colonização de sítios campestres por espécies florestais. Os capítulos 3, 4 e 5 discutem padrões de colonização de manchas florestais por espécies lenhosas florestais e mecanismos de dispersão de espécies florestais colonizadoras de manchas. Foram analisadas manchas florestais de tamanhos diferentes em área de campo nativo. No Capítulo 3 foram analisadas a composição de espécies (abundância relativa), a riqueza, a diversidade e os padrões de colonização em comunidades de plantas jovens nas manchas. Riqueza e diversidade foram positivamente correlacionadas com aárea da mancha; além disso, a ordenação das unidades amostrais de acordo com a abundância relativa de indivíduos jovens de espécies lenhosas indicou um gradiente nas comunidades de plantas jovens associado com a área da mancha. A razão entre a abundância de espécies residentes (presentes nas comunidades tanto como indivíduos jovens quanto como adultos) e colonizadoras (presentes nas comunidades somente como indivíduos jovens) aumentou de plantas-berçário para manchas grandes. Nestas últimas, o predomínio de espécies residentes nas comunidades de indivíduos jovens dificulta a imigração de novas espécies para as manchas, limitando a riqueza e a diversidade. No Capítulo 4 foram analisadas as estratégias de dispersão das espécies lenhosas colonizadoras das manchas.Foi avaliada a influência da filogenia e atributos de diásporos relacionados à atração de dispersores (DAT) sobre o trade-off tamanho de semente/número de sementes (SSNT) em espécies lenhosas colonizando manchas florestais, e em comunidades de plantas jovens presentes em manchas florestais de tamanhos diferentes. A alocação de energia para dispersão (número de sementes) em detrimento de sobrevivência da prole (tamanho das sementes) aumentou o sucesso no estabelecimento de espécies colonizadoras em manchas florestais somente quando as influências da filogenia e do DAT foram controladas através de análise de resíduos. A área da mancha exerceu uma pressão seletiva sobre o tamanho das sementes, especialmente quando as influências de filogenia e DAT foram removidas. No Capítulo 5 foi analisada a influência das interações entre plantas colonizadoras e frugívoros dispersores sobre a colonização de manchas florestais.A maioria das espécies lenhosas colonizando manchas de floresta com Araucaria apresentaram diásporos associados com dispersão por vertebrados. Interações entre plantas e frugívoros envolvendo aves de tamanho médio, a maioria frugívoras, associadas com habitats de borda e hábito migratório correlacionaram-se positivamente com manchas pequenas e grandes, enquanto aquelasenvolvendo aves residentes de tamanho grande, em sua maioria não-frugívoras e habitantes de áreas abertas e florestas associaram-se com plantas-berçário. Nossos resultados sugeriram um trade-off envolvendo a quantidade de reservas contidas na semente e a probabilidade do diásporo ser transportado por um frugívoro. No Capítulo 6, uma ampliação do modelo original de Klein é sugerida, e inclui outros níveis tróficos no processo de nucleação de manchas de floresta com Araucaria sobre os campos do Planalto Sul-brasileiro. / The traditional model of expansion dynamics of the Araucaria forest over Campos grassland found in the southern Brazilian highlands was developed by the naturalist Roberto Klein (1923-1992), and was based on the forest nucleation process over grassland sites. Studies concerning the establishment of forest woody plant species into Araucaria forest patches isolated in grassland sites occurring in the Northeast Plateau of the Rio Grande do Sul were developed from analises of plant colonization patterns and diaspore dispersal mecanisms. Studies were conducted at the CPCN Pró-Mata PUCRS, São Francisco de Paula, Rio Grande do Sul State, Brazil. The Chapter 1 presents the main theoretical axes covered along the thesis, its historical backgrounds and its local context. In the Chapter 2 was evaluated the role of isolated shrubs and trees as colonization sites for forest woody species in open areas.We found more forest species seedlings beneath the nurse plant crowns (particularly beneath Araucaria trees) than in open areas, and the seedlings presented diaspores mainly dispersed by vertebrates, indicating the importance of Araucaria angustifolia trees as nurse plants in grassland colonization process by forest species.The chapters 3, 4 e 5 discuss patch colonization patterns and dispersal mecanisms of colonizer species in patches. Forest patches of different sizes and occurring in a native grassland were analyzed. In the Chapter 3 we analyzed the species composition (relative abundance), richness, diversity and colonization patterns in sapling communities in the patches. Richness and diversity were positively correlated with patch area; furthermore, the ordination of the sampling units according to the relative abundance of saplings from woody species has indicated gradient in the sapling communities associated with patch area.The ratio among theabundance of resident species (those present in the communities both as saplings and adult individuals) and the abundance of colonizer species (those present in the communities only as saplings) increased from nurse plants to large patches. In the last, the prevailence of resident adults in the sapling communities made difficult the immigration of new species into the patches, limiting richness and diversity. In the Chapter 4, the dispersal strategies of woody species colonizing patches were analyzed. We evaluated the influence of phylogeny and diaspore attributes related to disperser attraction (DAT) on the seed size/number trade-off (SSNT) in woody species colonizing forest patches, and in sapling communities present in forest patches of different sizes.Energy allocation for dispersal (seed number) in detriment of offspring survival (seed size) increased the establishment success of the colonizer species in forest patches only when the influences of phylogeny and DAT were controlled through residual analysis. Patch area exerted a selective pressure on seed size, especially when the influences of phylogeny and DAT were removed. In the Chapter 5 we analyzed the influence of interactions between colonizer plants and disperser frugivores in the forest patch colonization. Most woody species colonizing Araucaria forest patches presented diaspore associated with vertebrate dispersal. Interactions between plants and frugivores involving medium-sized, mostly frugivorous birds, associated with edge habitats and migratory habit positively correlated with small and large patches, while those involving large-sized, resident, mostly non-frugivorous birds inhabiting open areas and forests were associated with nurse plants. Our results suggested a trade-off involving the seed reserve content and the probability of the diaspore being transported by a given frugivore. In the Chapter 6, an extension of the Klein´s original model is suggested, and includes other trophic levels in the process of Araucaria forest patch nucleation over the Campos grassland of the South Brazilian Plateau.

Distintos padrões de composição de espécies de plantas podem ser observados ao longo de metacomunidades, pois espécies variam de acordo com os diferentes tipos de ambiente e também com a distância geográfica, dado o processo de dispersão. Ainda, estes mecanismos podem causar variação temporal na composição ou abundância de espécies em um sítio devido a alterações que estes mecanismos podem sofrer. Compreender como as mudanças na composição de espécies no espaço, definida como beta diversidade, ou no tempo estão relacionadas ao clima passado, atual ou futuro podem ajudar no planejamento de conservação de uma região. Assim, esta tese esta dividida em quatro capítulos e aborda questões relacionadas com mudanças espaçotemporais na composição de espécies sob uma perspectiva de planejamento de conservação e mudanças climáticas na Mata Atlântica. O primeiro capítulo apresenta um banco de dados com a informação de ocorrência de 1917 espécies de plantas arbóreas distribuídas em 206 comunidades na Mata Atlântica, em diferentes formações florestais (Floresta Atlântica stricto sensu (s.s.), Floresta com Araucária e Floresta Estacional). O segundo capítulo relacionou padrões de beta diversidade com a efetividade da rede de áreas protegidas nas formações florestais do sul da Mata Atlântica (Floresta Atlântica, Floresta com Araucária e Floresta Estacional). Encontramos altos valores de turnover e baixo aninhamento para todas as formações florestais, por isso recomendamos que esforços adicionais precisam almejar o aumento no número de áreas protegidas, especialmente para a Floresta com Araucária e a Floresta Estacional. A maioria das áreas protegidas no sul da Mata Atlântica estão concentradas na região leste, priorizando a Floresta Atlântica s.s. O terceiro capítulo trouxe novas perspectivas sobre a dinâmica da Floresta com Araucária no tempo através da modelagem de nicho ecológica. Durante as flutuações climáticas do Quaternário, estudos palinológicos indicavam uma expansão da Floresta com Araucária, porém nossos resultados demonstraram uma retração da área de cobertura desta floresta, principalmente nas zonas de contato com outras formações florestais. Também observamos que futuramente, se a temperatura continuar aumentando como previsto, a Floresta com Araucária sofrerá uma drástica redução na sua distribuição. Por fim, o capítulo quatro investigou como as espécies de árvores estão respondendo aos efeitos de mudanças climáticas em parcelas permanentes localizadas em ecótonos de florestas Atlânticas. Os resultados mostram que espécies tropicais estão migrando em direção a áreas de maior altitude, ou seja mais frias. Espécies tropicais que já ocorrem em áreas vi de Floresta com Araucária estão apresentando maiores taxas de recrutamento e crescimento, e menor mortalidade do que espécies temperadas, características da Floresta com Araucária. / Distinct patterns of plant species composition can be observed along metacommunities, as species vary in relation to different types of environment and also to the geographic distance, given the dispersal process. These mechanisms may yet lead temporal variation in species composition or abundance in a given place due to fluctuations on these mechanisms. Understanding how changes in species composition across the space, defined as beta diversity, or in time are related with past, current and future climate changes can help conservation planning in a given region. Thus, this thesis is divided into four chapters and discusses shifts in species composition across space and time under the perspective of conservation planning and climate changes in the Atlantic Forest. The first chapter shows a database with 1917 tree species occurrence distributed in 206 sites across distinct forest formations in the Atlantic Forest biome (Atlantic Rainforest, Araucaria Forest and Seasonal Forest). The second chapter related beta diversity patterns with the effectiveness of the current network of protected areas in southern Brazilian Atlantic forests (Atlantic Rainforest, Araucaria Forest and Seasonal Forest). We found high values of turnover and low nestedness for all forest formations, thus additional conservation efforts must target an increase in the number of protected areas, especially for the Araucaria Forest and the Seasonal Forest. Most protected areas are currently limited to the eastern region and prioritize the Atlantic Rainforest. The third chapter brought new insights about the Araucaria Forest dynamics in time through ecological niche models. During the climatic fluctuations of the Quaternary, palynological studies indicated an expansion of the Araucaria Forest, however our results demonstrated an overall retraction of the cover area, mainly in boundary zones with other forest formations. Yet, we showed that in the future, if the temperature continues to increase as expected, the Araucaria Forest would suffer a drastic reduction in its distribution. Finally, the fourth chapter investigated how tree species are responding to climatic changes in permanent plots located in Atlantic forests ecotones. Our results showed that tropical species are migrating towards to colder areas in higher altitudes. Tropical species that already occur in Araucaria Forest areas are even presenting higher rates of recruitment and growth, and lower mortality than temperate species characteristics from the Araucaria Forest.

A introdução de espécies cresceu nos últimos séculos e muitas delas têm se tornado problema devido à alta capacidade de invasão, modificando ecossistemas naturais e ameaçando espécies nativas. O javali (Sus scrofa) tem demonstrado grande capacidade de invasão e de produção de danos à biodiversidade e agropecuária. No Brasil, a combinação de ambientes com grãos cultivados e remanescentes de vegetação silvestre parece oferecer aos javalis condições alimentares adequadas. Neste trabalho analisamos o conteúdo estomacal de javalis abatidos por controladores para caracterizar a composição de alimentos explorados em três ecorregiões brasileiras – os Campos Sulinos, as Florestas de Araucária e o Pantanal - e avaliar os possíveis riscos que a espécie pode representar para a produção agropecuária e a conservação da biodiversidade. Examinamos a existência de padrões de dieta em cada ecorregião e sua relação com atributos dos indivíduos, do ambiente e da caça através de métodos de ordenação. Visualizamos a distribuição de macronutrientes através da ferramenta gráfica Triângulo-Retângulo de Mistura. Partes aéreas de plantas frescas e raízes formaram a base da dieta nas três ecorregiões. Quando disponíveis, grãos cultivados nos Campos Sulinos e Florestas de Araucária e frutos e sementes silvestres no Pantanal parecem ser preferidos à forragem, o que pode ser explicado por possuírem alto valor energético. Raízes e invertebrados são importantes alimentos no Pantanal, principalmente no período de vazante. Além do registro do consumo de fauna nativa houve o consumo de ovinos. Nas três ecorregiões estudadas há grande variação na proporção em que itens são encontrados em cada estômago. Estes achados sugerem que as necessidades nutricionais são menos importantes ou de difícil ajuste nas condições limitantes dos ambientes silvestres. Nos Campos Sulinos o consumo de proteínas alcançou níveis ideais para crescimento e lactação quando comparado ao porco doméstico o que sugere melhores condições de expansão e abundância nessa região. De forma geral, a dieta de javalis nas ecorregiões estudadas sugere que os principais danos à biodiversidade estejam mais relacionados com a competição difusa por exploração de recursos e alterações nos hábitats e processos ecossistêmicos pela busca por recursos do que pela predação de espécies de interesse especial de conservação. / Introduction of species has grown in recent centuries and many have become a problem due to high invasiveness, modifying natural ecosystems and threatening native species. Wild boar (Sus scrofa) has demonstrated great capacity for invasion and production of damages to biodiversity and agriculture. In Brazil, the combination of environments with cultivated grains and remnants of wild vegetation seems to offer the wild boars adequate food conditions. In this study, we analyzed the stomach contents of wild boars slaughtered by controllers to characterize the composition of foods exploited in three Brazilian ecoregions characterized by mosaics of fields and forests – the South Brazilian Campos, the Araucaria Forests and Pantanal - and to evaluate the possible risks that the species can represent for agricultural production and conservation of biodiversity. We examined the existence of dietary patterns in each ecoregion and its relation with individuals' attributes, the environment and hunting through ordering methods. We visualize the macronutrient distribution through the right-angle misture triangle (RMT) tool. Aerial parts of fresh plants and roots formed the basis of diet in the three ecoregions. When available, grains grown in the South Brazilian Campos and Araucaria Forests and wild fruits and seeds in the Pantanal seem to be preferred to the forage, which can be explained by their high energy value. Roots and invertebrates are important food in the Pantanal, especially in the period of ebb. In addition to the consumption of native fauna, there was consumption of sheep. In the three ecoregions studied there is great variation in the proportion in which items are found in each stomach. These findings suggest that nutritional needs are less important or difficult to adjust under conditions that limit wild environments. In the Shouth Brazilian Campos the protein consumption reached optimal levels for growth and lactation when compared to the domestic pig, which suggests better conditions of expansion and abundance in this region. In general, the wild boar diet in the ecoregions studied suggests that the main damages to biodiversity are more related to the diffuse competition for resource exploitation and changes in habitats and ecosystem processes due to the search for resources than for the predation of species of special interest to conservation.

O modelo tradicional de dinâmica de expansão da floresta com Araucaria sobre os campos do Planalto Sul-brasileiro foi desenvolvido pelo naturalista Roberto Klein (1923-1992), e foi baseado no processo de nucleação florestal em áreas campestres. Estudos visando compreender o processo de estabelecimento de espécies de plantas lenhosas florestais em manchas de floresta com Araucaria isoladas em áreas campestres do Planalto Nordeste do Rio Grande do Sul foram desenvolvidos a partir da análise de padrões de colonização e mecanismos de dispersão de diásporos. Os estudos foram conduzidos no CPCN Pró-Mata PUCRS, em São Francisco de Paula, Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. O CCapítulo 1 apresenta os principais eixos teóricos abordados ao longo da tese, seus referenciais históricos e contexto local. No CCapítulo 2 foi avaliado o papel de arbustos e árvores isoladas como sítios de colonização para espécies lenhosas florestais em áreas abertas.Foram encontradas mais plântulas de espécies florestais sob a copa de plantas-berçário (particularmente sob araucárias) do que em áreas abertas e as plântulas apresentaram diásporos dispersos principalmente por vertebrados, indicando a importância de árvores de Araucaria angustifolia como plantas-berçário no processo de colonização de sítios campestres por espécies florestais. Os capítulos 3, 4 e 5 discutem padrões de colonização de manchas florestais por espécies lenhosas florestais e mecanismos de dispersão de espécies florestais colonizadoras de manchas. Foram analisadas manchas florestais de tamanhos diferentes em área de campo nativo. No Capítulo 3 foram analisadas a composição de espécies (abundância relativa), a riqueza, a diversidade e os padrões de colonização em comunidades de plantas jovens nas manchas. Riqueza e diversidade foram positivamente correlacionadas com aárea da mancha; além disso, a ordenação das unidades amostrais de acordo com a abundância relativa de indivíduos jovens de espécies lenhosas indicou um gradiente nas comunidades de plantas jovens associado com a área da mancha. A razão entre a abundância de espécies residentes (presentes nas comunidades tanto como indivíduos jovens quanto como adultos) e colonizadoras (presentes nas comunidades somente como indivíduos jovens) aumentou de plantas-berçário para manchas grandes. Nestas últimas, o predomínio de espécies residentes nas comunidades de indivíduos jovens dificulta a imigração de novas espécies para as manchas, limitando a riqueza e a diversidade. No Capítulo 4 foram analisadas as estratégias de dispersão das espécies lenhosas colonizadoras das manchas.Foi avaliada a influência da filogenia e atributos de diásporos relacionados à atração de dispersores (DAT) sobre o trade-off tamanho de semente/número de sementes (SSNT) em espécies lenhosas colonizando manchas florestais, e em comunidades de plantas jovens presentes em manchas florestais de tamanhos diferentes. A alocação de energia para dispersão (número de sementes) em detrimento de sobrevivência da prole (tamanho das sementes) aumentou o sucesso no estabelecimento de espécies colonizadoras em manchas florestais somente quando as influências da filogenia e do DAT foram controladas através de análise de resíduos. A área da mancha exerceu uma pressão seletiva sobre o tamanho das sementes, especialmente quando as influências de filogenia e DAT foram removidas. No Capítulo 5 foi analisada a influência das interações entre plantas colonizadoras e frugívoros dispersores sobre a colonização de manchas florestais.A maioria das espécies lenhosas colonizando manchas de floresta com Araucaria apresentaram diásporos associados com dispersão por vertebrados. Interações entre plantas e frugívoros envolvendo aves de tamanho médio, a maioria frugívoras, associadas com habitats de borda e hábito migratório correlacionaram-se positivamente com manchas pequenas e grandes, enquanto aquelasenvolvendo aves residentes de tamanho grande, em sua maioria não-frugívoras e habitantes de áreas abertas e florestas associaram-se com plantas-berçário. Nossos resultados sugeriram um trade-off envolvendo a quantidade de reservas contidas na semente e a probabilidade do diásporo ser transportado por um frugívoro. No Capítulo 6, uma ampliação do modelo original de Klein é sugerida, e inclui outros níveis tróficos no processo de nucleação de manchas de floresta com Araucaria sobre os campos do Planalto Sul-brasileiro. / The traditional model of expansion dynamics of the Araucaria forest over Campos grassland found in the southern Brazilian highlands was developed by the naturalist Roberto Klein (1923-1992), and was based on the forest nucleation process over grassland sites. Studies concerning the establishment of forest woody plant species into Araucaria forest patches isolated in grassland sites occurring in the Northeast Plateau of the Rio Grande do Sul were developed from analises of plant colonization patterns and diaspore dispersal mecanisms. Studies were conducted at the CPCN Pró-Mata PUCRS, São Francisco de Paula, Rio Grande do Sul State, Brazil. The Chapter 1 presents the main theoretical axes covered along the thesis, its historical backgrounds and its local context. In the Chapter 2 was evaluated the role of isolated shrubs and trees as colonization sites for forest woody species in open areas.We found more forest species seedlings beneath the nurse plant crowns (particularly beneath Araucaria trees) than in open areas, and the seedlings presented diaspores mainly dispersed by vertebrates, indicating the importance of Araucaria angustifolia trees as nurse plants in grassland colonization process by forest species.The chapters 3, 4 e 5 discuss patch colonization patterns and dispersal mecanisms of colonizer species in patches. Forest patches of different sizes and occurring in a native grassland were analyzed. In the Chapter 3 we analyzed the species composition (relative abundance), richness, diversity and colonization patterns in sapling communities in the patches. Richness and diversity were positively correlated with patch area; furthermore, the ordination of the sampling units according to the relative abundance of saplings from woody species has indicated gradient in the sapling communities associated with patch area.The ratio among theabundance of resident species (those present in the communities both as saplings and adult individuals) and the abundance of colonizer species (those present in the communities only as saplings) increased from nurse plants to large patches. In the last, the prevailence of resident adults in the sapling communities made difficult the immigration of new species into the patches, limiting richness and diversity. In the Chapter 4, the dispersal strategies of woody species colonizing patches were analyzed. We evaluated the influence of phylogeny and diaspore attributes related to disperser attraction (DAT) on the seed size/number trade-off (SSNT) in woody species colonizing forest patches, and in sapling communities present in forest patches of different sizes.Energy allocation for dispersal (seed number) in detriment of offspring survival (seed size) increased the establishment success of the colonizer species in forest patches only when the influences of phylogeny and DAT were controlled through residual analysis. Patch area exerted a selective pressure on seed size, especially when the influences of phylogeny and DAT were removed. In the Chapter 5 we analyzed the influence of interactions between colonizer plants and disperser frugivores in the forest patch colonization. Most woody species colonizing Araucaria forest patches presented diaspore associated with vertebrate dispersal. Interactions between plants and frugivores involving medium-sized, mostly frugivorous birds, associated with edge habitats and migratory habit positively correlated with small and large patches, while those involving large-sized, resident, mostly non-frugivorous birds inhabiting open areas and forests were associated with nurse plants. Our results suggested a trade-off involving the seed reserve content and the probability of the diaspore being transported by a given frugivore. In the Chapter 6, an extension of the Klein´s original model is suggested, and includes other trophic levels in the process of Araucaria forest patch nucleation over the Campos grassland of the South Brazilian Plateau.

A Floresta Ombrófila Mista ocupava extensa área da região sul e parte do sudeste do Brasil. A partir do século XX, o aumento da intervenção antrópica colocou o ecossistema na categoria de criticamente ameaçado e a Araucaria angustifolia (Bert.) O. Kuntze, espécie típica deste ecossistema, em perigo de extinção. O presente estudo teve como objetivo descrever e comparar a estrutura da comunidade arbustiva e arbórea em diferentes estratos de Floresta Ombrófila Mista no estado de São Paulo. Para tanto foram realizados inventários fitossociológicos em floresta nativa de araucária no Parque Estadual de Campos do Jordão, no nordeste do estado de São Paulo, e no município de Barra do Chapéu, na região sul do estado. Para a amostragem do estrato superior foram instaladas 50 parcelas de 10x20 m, nas quais foram amostradas todas as árvores com perímetro à altura do peito (PAP) 15 cm. Para a amostragem do estrato inferior foram instaladas, em cada parcela de 10 x 20 m, cinco subparcelas de 1x1 m, onde todos os indivíduos lenhosos (altura 30 cm e PAP<15 cm) foram amostrados. Na floresta de Campos do Jordão o estrato superior apresentou 1.918 indivíduos, distribuídos em 26 famílias, 38 gêneros e 58 espécies (H=3,08 e J=0,73); no estrato inferior foram encontrados 576 indivíduos, pertencentes a 23 famílias, 39 gêneros e 55 espécies (H=3,81 e J=0,84). Em Barra do Chapéu o estrato superior apresentou 1.879 indivíduos, distribuídos em 42 famílias, 81 gêneros e 123 espécies (H=3,81 e J=0,79); no estrato inferior foram encontrados 915 indivíduos, pertencentes a 33 famílias, 50 gêneros e 74 espécies (H=3,44 e J=0,79). Análises multivariadas de classificação e ordenação foram realizadas a fim de investigar as relações florísticas entre os remanescentes de Floresta Ombrófila Mista na região Sul e Sudeste do Brasil. O mesmo método também foi empregado para verificar a influência da Floresta Ombrófila Densa na composição das florestas de araucária paulistas. Notou-se clara distinção entre as florestas de araucária paulistas das áreas inventariadas na região Sul do Brasil. Não houve separação nítida entre áreas de Floresta Ombrófila Densa e Mista no estado de São Paulo presentes na mesma faixa altitudinal. A separação entre as duas formações no Estado de São Paulo é restrita ao critério fisionômico, já que a Araucaria angustifolia destaca-se entre as emergentes apenas na Floresta Ombrófila Mista. / The Ombrophilous Mixed Forest covered an ample area in the South and in part of the Southeast of Brazil. Since the 2Oth century, the increase of anthropic intervention has put the ecosystem in a critically threatened category and the Araucaria angustifolia (Bert.) O. Kuntze, the typical species of this ecosystem, in extinction prone. The goal of the present study was to describe and compare the tree community structure in distinct strata of the Ombrophilous Mixed Forest. We did phytossociological surveys in araucaria forests in the Campos do Jordão state park, Northeast of São Paulo state, and in the district of Barra do Chapéu, South of São Paulo state. To sample the upper stratum, we installed fifty 10x20 m plots, where all trees with perimeter at breast height (PBH) 15 cm were measured. To sample the lower stratum, into each upper stratum plot, were installed five 1x1 m sub-plots, where all the woody individuals from 30 cm high to PBH < 15 cm were sampled. In the Campos do Jordão site, the upper stratum showed 1,918 individuals, distributed in 26 families, 38 genus and 58 species (H=3.08 and J=0.73); in the lower stratum we found 576 individuals, belonging to 23 families, 39 genus and 55 species (H=3.81 and J=0.84). In Barra do Chapéu site, we found in the upper stratum 1,879 individuals, distributed in 42 families, 81 genus and 123 species (H=3.81 and J=0.79); in the lower stratum, we sampled 915 individuals, belonging to 33 families, 50 genus and 74 species (H=3.44 and J=0.79). We did classification and ordination multivariate analysis to assess the floristic relationship between the existent Ombrophilous Mixed Forest remaining in the South and Southeast of Brazil. We did the same analysis to evaluate the influence of Ombrophilous Dense Forest on the composition of araucaria forest in São Paulo state. We found a clearly disjunction between the Brazilian South remaining forests and the Southeast remaining forests. We did not find a clear separation between Ombrophilous Dense and Mixed Forest areas in the same altitudinal ranges, in São Paulo state. The separation between these two formations, in São Paulo state, is restrict to physiognomic criteria, since that Araucaria angustifolia is an important emergent tree only in the Ombrophilous Mixed Forest.

Orientador: Wagner André Pedro / Banca: Sandra Bos Mikich / Banca: Mônica Bastos / Resumo: A Floresta com Araucária sofreu intensa exploração madeireira e, este fato ocasionou o processo de fragmentação florestal. O desequilíbrio ocasionado por este processo atua de diferentes maneiras sobre espécies, grupos funcionais e também sobre a diversidade funcional de aves. Com o objetivo de verificar os efeitos da fragmentação florestal sobre as espécies e os grupos funcionais e como este processo afeta a diversidade funcional de aves, foi realizada uma compilação de trabalhos realizados em remanescentes de Floresta com Araucária e testado (i) como as espécies ou grupos funcionais influenciam no agrupamento entre os remanescentes e, (ii) como processos como a substituição de espécies é capaz de manter traços funcionais em comunidades. Os resultados apontam que existem grupos funcionais atuando diretamente no agrupamento entre os remanescentes e que o processo de substituição de espécies é muito importante para a manutenção de traços funcionais dentro da comunidade. Este trabalho também ressalta a importância de espécies, grupos e traços funcionais para manter a estabilidade do ecossistema / Abstract: The Araucaria Forest suffered intense logging, and this fact led to the process of forest fragmentation. The imbalance caused by this process acts in different ways on species, functional groups and also on the functional diversity of birds. With the objective of evaluate the effects of forest fragmentation on species and functional groups and how this process affects the functional diversity of birds, we performed a compilation of works done in remnants of Araucaria Forest and tested (i) how species or functional groups influences the coupling between the remnants and, (ii) how processes such as the replacement of species is capable of maintaining functional traits communities. The results indicate that there are functional groups acting directly on the coupling between the remnants and that the process of species replacement is very important for the maintenance of functional traits within the community. This work also highlights the importance of species traits and functional groups to maintain the stability of the ecosystem / Mestre

Orientador: Miguel Luiz Menezes Freitas / Resumo: Araucaria angustifolia (Bertol.) O. Kuntze ou pinheiro-do-paraná é uma espécie florestal fornecedora de madeira valiosa e sementes de alto valor nutritivo, mas considerada em risco de extinção. A manutenção de plantios com a finalidade de conservação da espécie é uma estratégia complementar para reduzir a possibilidade de erosão genética em seu habitat natural. Assim, este trabalho teve por objetivo avaliar a viabilidade técnica e econômica da conservação genética da Araucaria angustifolia a partir de um teste de procedências e progênies, que será transformado em uma área de produção de sementes, com a finalidade de manter uma representação da base genética da espécie e fornecer material genético de qualidade para fins de produção de madeira e sementes. Estabeleceu-se o experimento em abril de 1982, na Estação Experimental de Itapeva, do Instituto Florestal, no Estado de São Paulo. O delineamento experimental adotado foi em blocos de famílias compactas com três repetições, cinco procedências (parcelas), 14 a 26 progênies/procedência (subparcelas), 10 plantas por subparcela e espaçamento de 3,0 x 2,0 metros. Avaliou-se o experimento aos 33 anos de idade tendo sido considerado os seguintes caracteres: sobrevivência (%), altura total (m), diâmetro à altura do peito (DAP, cm) e volume (m³). A análise genético-estatística do experimento com o auxílio do software Selegen estimou os parâmetros genéticos, conforme a metodologia do modelo linear misto univariado aditivo REML/BLUP (Res... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Araucaria angustifolia (Bertol.) O. Kuntze is a kind forest species supplier wooden valuable and seeds of recognized nutritional value, however considered threatened on extinction. Plantations maintenance with species conservation purpose is a complementary strategy to reduce genetic erosion in natural areas. So, the aim of this work was to evaluate technical and economic viability of Araucaria angustifolia genetic conservation by the use. The analyzed provenance and progeny test was established in 1982 at Itapeva Experimental Station – São Paulo State, from Forestry Institute, following a compact family blocks design with 110 open-pollinated progenies, from five natural populations, three replicates, ten plants per subplot, spaced from 3,0 x 2,0 meters. At age 33 the trial was measured for following traits: total height, diameter at breast height (DBH), wood volume and survival. The variance components and genetic parameters estimates were performed by REML/BLUP methods (Restricted maximum likelihood/Best linear unbiased prediction) using Selegen software. The production and management scenarios were obtained by using SisAraucaria software. Sensitivity analysis and economic parameters estimates were obtained through several methods of economic evaluation using the Planin software. In general, genetic parameters indicated that the evaluated population has enough variability for both conservation and breeding, and it suggests a technical viability use in seedling seed orchard.... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor