Die fortschreitende Fragmentierung von Wäldern ist eine der Hauptursachen für den Verlust von Biodiversität weltweit. Mit zunehmender Fragmentierung steigt der Anteil an Waldrandzonen, in denen die Eigenschaften eines Waldes stark verändert sein können. Wie stark diese Randeffekte ein Fragment beeinflussen, kann von der Habitatstruktur abhängen. Die Habitatstruktur ist wiederum maßgeblich durch die Baumartenzusammensetzung beeinflusst. Die vorliegende Arbeit untersucht zum ersten Mal gleichzeitig die Einflüsse von Randeffekten und Baumartenvielfalt und deren mögliche Interaktionen auf Krautschichtvegetation und Arthropoden. Die Untersuchungen hierzu wurden im Nationalpark Hainich, Deutschlands größtem zusammenhängenden Laubwaldgebiet, durchgeführt. Dafür wurden 12 Transekte angelegt, die vom Waldrand bis zu 500 m in das Waldesinnere hineinreichten. Sechs Transekte in baumartenarmen Waldstandorten mit einem hohen Buchenanteil (Fagus sylvatica L.) und weitere sechs in baumartenreichen Waldstandorten mit einem niedrigen Buchenanteil. Baumartenreiche Standorte wiesen bis zu neun Baumarten auf, wie z.B. Eiche, Esche, Linde und Ahorn. Entlang der Transekte wurden die Krautschichtvegetation und die Arthopodengemeinschaften untersucht. Im ersten Manuskript (Kapitel 2 dieser Arbeit) wurde die Krautschichtvegetation entlang des Rand-Innen-Gradienten aufgenommen. Eine Interaktion zwischen Randeffekten und Baumartenvielfalt beeinflusste den Pflanzenartenreichtum. In Waldbereichen mit hoher Baumartenvielfalt blieb die Artenzahl der Krautschicht vom Rand bis ins Waldesinnere konstant, wohingegen sie in baumartenarmen Bereichen stark abfiel. Die Krautschicht war somit in baumartenreichen Waldstandorten im Waldesinneren höher. Der Anteil an Waldspezialistenarten nahm mit zunehmender Entfernung vom Waldrand zur Mitte zu. Parallel dazu nahm der Anteil an Waldgeneralistenarten ab. Die Dominanz der Waldspezialisten war in buchendominierten Standorten stärker ausgeprägt, als in baumartenreichen. Auch die Artenzusammensetzung der Krautschicht wurde von der Distanz zum Waldrand und der Baumartenvielfalt beeinflusst. Sie wies in baumartenreichen Standorten und mit zunehmender Nähe zum Rand eine hohe Variabilität auf. Die Baumartenvielfalt steuerte die Dicke der Streuschicht, die unter allen untersuchten Umweltfaktoren den größten Einfluss auf die Diversität der Krautschicht hatte. Im zweiten Manuskript (Kapitel 3 dieser Arbeit) wurden bodenlebende Arthropoden (Laufkäfer, Kurzflügelkäfer und Spinnen) untersucht. Die Reaktion der Gesamtartenzahl auf Baumartenvielfalt und Entfernung zum Waldrand war je nach Taxon unterschiedlich. Allerdings zeigten sich übereinstimmende Muster, nachdem die Arten hinsichtlich ihrer Habitataffinität und Körpergröße in Gruppen eingeteilt worden waren. Über alle Taxa hinweg wurde die Anzahl der Waldarten weder von der Baumartenvielfalt noch von der Randnähe nennenswert beeinflusst und die Körpergröße der Waldarten spielte keine Rolle. Allerdings reagierten einzelne Waldarten positiv auf eine erhöhte Baumartenvielfalt, während andere davon negativ beeinflusst waren. Die Artenzahl der Habitatgeneralisten nahm vom Waldrand zur Waldmitte hin stark ab. Dieser Effekt wurde jedoch, außer bei den Spinnen, durch eine höhere Baumartenvielfalt abgeschwächt. Die Artenzahl der Habitatgeneralisten, insbesondere der kleinen Arten, reagierte positiv auf eine erhöhte Baumartenvielfalt im Waldesinneren. Die beobachteten Effekte sind höchstwahrscheinlich das Resultat von durch Baumartenvielfalt und Randnähe veränderten Umweltfaktoren und einer erhöhten Habitatheterogenität am Waldboden. Im dritten Manuskript (Kapitel 4 dieser Arbeit) wurde untersucht, ob sich Rand- und Baumartendiversitätseffekte zwischen verschiedenen Straten unterscheiden. Hierzu wurden entlang von zehn Transekten sowohl im Kronenraum als auch unmittelbar über dem Boden Kreuzfensterfallen installiert. In einem Zeitraum von sieben Monaten (April bis November 2012) wurde dadurch die fliegende Käferfauna erfasst. Randeffekte auf Käfer wurden bis zu einer Distanz von 500 m vom Waldrand hin nachgewiesen. Im Kronenraum waren die Randeffekte schwächer ausgeprägt als im Unterholz, vermutlich durch eine höhere „randähnliche“ mikroklimatische Variabilität im Kronenraum. Die Gesamtartenzahl der Käfer nahm mit zunehmender Distanz zum Waldrand ab. Dieses Muster wurde vor allem durch die Habitatgeneralisten getrieben, wohingegen die Artenzahl der Waldarten und der xylobionten Arten kaum auf die Randnähe reagierten. Eine Beeinflussung des Randeffekts durch Baumartenvielfalt konnte nicht gezeigt werden. Habitatgeneralisten und nicht-xylobionte Arten dominierten die Käfergemeinschaft im Unterholz. Im Kronenraum wurden die höchsten Artenzahlen von Waldarten und xylobionten Arten nachgewiesen. Baumartendiversität wirkte sich über alle Straten und ökologischen Gruppen positiv auf die Artenvielfalt der Käfer aus. Besonders ausgeprägt war dieser Effekt im Kronenraum. Die Haupteinflussfaktoren, die den Käferartenreichtum steuerten, unterschieden sich also zwischen den Straten. So waren im Kronenraum Baumartenvielfalt, die Totholzmenge und zu einem geringen Teil der Kronenschluss die entscheidenden Faktoren. Im Unterholz hingegen war der Einfluss der Baumartenvielfalt geringer und die Distanz zum Waldrand und der Kronenschluss besonders wichtig. Insgesamt waren die Effekte von Baumartenvielfalt im Unterholz indirekter und im Kronenraum direkter. Um Konsequenzen von Waldfragmentierung umfangreich zu verstehen, ist es nicht nur notwendig den Einfluss von Randeffekten, Baumartenvielfalt und Straten zu berücksichtigen, sondern auch die Eigenschaften (z. B. Körpergröße) und die Habitataffinität der beobachteten Arten. Diese Arbeit zeigt, dass eine erhöhte Baumartenvielfalt in zentraleuropäischen Wäldern zum Erhalt der Biodiversität von Pflanzen und Arthropoden beitragen kann. Das allein ist jedoch nicht ausreichend, da auch gezeigt wurde, dass einzelne Arten buchendominierte Wälder bevorzugen und es Unterschiede in der Artenzusammensetzung zwischen den verschiedenen Baumartendiversitätsstufen gibt. Dies hebt die Bedeutung des Erhalts alter Buchenwälder, verankert in den UNESCO-Welterbeflächen „Buchenurwälder in den Karpaten und alte Buchenwälder in Deutschland“, als besondere Schutzaufgabe hervor.

Os efeitos de borda e a alteração da estrutura das paisagens constituem consequências negativas da fragmentação florestal responsáveis por transformações nos processos ecológicos. Decorrentes da expansão desordenada de atividades antrópicas, estas alterações podem comprometer o futuro dos remanescentes florestais e a manutenção dos recursos naturais na superfície terrestre. Nesta dissertação a dinâmica da vegetação arbórea foi analisada em oito transectos perpendiculares às bordas de seis remanescentes florestais entre 1996 e 2012. As paisagens do entorno destes transectos foram caracterizadas a partir de imagens orbitais de 1995 e 2011 para a verificação das mudanças ocorridas no uso do solo e para a investigação da influência de seus parâmetros físicos e estruturais sobre as taxas de mortalidade e recrutamento de espécies. Os resultados indicaram que, ao longo do tempo, a influência das bordas se pronunciou em direção ao interior dos remanescentes florestais, enquanto que o contraste entre a borda e o interior se atenuou. A distância média da borda das espécies: pioneiras/iniciais, anemocóricas e de dossel foi significativamente maior em 2012 do que em 1996. A comunidade arbórea apresentou menor similaridade em sua composição ao longo do tempo a menores distâncias da borda. Apesar da dinâmica verificada no uso do solo, a proporcionalidade dos parâmetros físicos e estruturais das paisagens se manteve entre 1995 e 2011. De maneira geral, estes parâmetros apresentaram pouca influência sobre a dinâmica da comunidade arbórea. Apenas as taxas de mortalidade das espécies exóticas e as taxas de recrutamento das espécies pioneiras/inicias apresentam forte relação com o tamanho e o número dos fragmentos florestais nas paisagens. Estes resultados indicam que os efeitos de borda precisam ser atenuados e que o contexto das paisagens deve ser incorporado às estratégias conservacionistas para que estas sejam efetivas e o futuro dos remanescentes florestais não seja comprometido. / Edge effects and landscape structure alterations are among the negative consequences of forest fragmentation responsible for ecological process alterations on the earths surface. Originated from the disordered expansion of anthropogenic activities these alterations may endanger the remaining forest patches future and the maintenance of natural resources. This dissertation was pledged to analyze the vegetation dynamics at forest edges and its relations with landscape features. The vegetation dynamics was examined through eight perpendicular-to-edge transects within six forest patches and the alterations on the arboreal community distribution and composition were assessed between 1996 and 2012. The surrounding landscapes of the analyzed transects were characterized from 1995 and 2011 orbital images and its land use changes were evaluated. Landscape structure and physical parameters influence were analyzed over species recruitment and mortality. The results indicated that the distance of edge influence increased over time while its magnitude was attenuated. The average distance from the edge of pioneer/earlysuccessional species, wind-dispersed and canopy species in 2012 became significantly larger than in 1996. Over time lower similarities in species composition were found to be closer to the edges. Although the observed land use changes in the surrounding landscapes of the edge transects landscape structure and physical parameters proportionality was maintained between 1995 and 2011. Overall the arboreal community dynamics were poorly associated with landscape features. A strong relation of the variables was only found between the exotic and pioneer/early-successional species mortality and recruitment and the size and the amount of forest patches within the landscapes. These results indicate that to be effective conservation planning must tackled edge effects and incorporate the landscape context otherwise they will fail for the maintenance of the future of forest patches.

O cenário atual do estado de São Paulo reflete o cenário de degradação observado na Floresta Atlântica do país, onde os remanescentes florestais estão muito fragmentados, degradados e imersos em uma paisagem agrícola, dominada predominantemente por matrizes de cana de açúcar e pastagens. Neste contexto, objetivamos investigar se a regeneração natural da borda de fragmentos florestais tem características distintas nessas duas matrizes agrícolas dominantes. Nossa hipótese foi que de a regeneração natural em fragmentos inseridos em matrizes de cana de açúcar e pastagem são distintas, porque essas matrizes definem diferentes trajetórias de degradação sobre a flora de fragmentos naturais. Este trabalho foi desenvolvido na bacia do rio Corumbataí, onde indivíduos de espécies arbustivo e arbóreas do estrato regenerante (mínimo de 30cm de altura até 15 cm de perímetro à altura do peito) foram amostrados em 60 transectos de 30x2m (subdivididos em transectos contíguos de 10x2m) sistematicamente distribuídas a partir da borda de 12 fragmentos selecionados na bacia. Primeiramente, foi feita uma caracterização florística geral da regeneração natural das bordas de fragmentos florestais inseridos nas duas matrizes agrícolas. Posteriormente, foram utilizadas as variáveis número de indivíduos.hectare-1 (RN_HA) e número de espécies/m2 (NESP_M2) e diversidade florística (ISHANNON) para analisar as diferenças da estrutura e composição da regeneração natural nas duas matrizes. Essas mesmas variáveis foram utilizadas para analisar estatisticamente o efeito de indicadores de conservação dos fragmentos, como entrada de gado, presença de eucaliptos no dossel e abundância de gramíneas e lianas, sobre a regeneração natural. A similaridade florística entre remanescentes das paisagens foi calculada através do Índice de Similaridade de Jaccard. Em todos os transectos, foram amostrados 5886 regenerantes, divididos em 58 famílias, 220 espécies e 18 morfoespécies. O índice de Jaccard mostrou que houve similaridade florística (45%) entre os regenerantes dos fragmentos da matriz de pastagem e cana de açúcar. Nos fragmentos inseridos na matriz de pastagem, a entrada de gado foi o indicador de conservação de fragmentos que apresentou maior interferência sobre a regeneração natural, diminuindo tanto o número de indivíduos por unidade de área quanto a diversidade florística. Para a paisagem de cana, a fonte de variação que mais interferiu na estrutura da regeneração foi a presença de eucaliptos no dossel, que aumentou o número de indivíduos por unidade de área. A abundância de gramíneas e lianas e a presença de epífitas não apresentaram influência sobre a regeneração quando analisados tipo de matriz ou tamanho do fragmento. Entre os sub-transectos contíguos de 10m, não houve variação na estrutura e composição da regeneração natural, indicando que nesta profundidade de borda a vegetação regenerante é homogênea quanto à florística, diversidade e classificação sucessional. Os resultados indicam que, mesmo inseridos em paisagens agrícolas profundamente antropizadas, os remanescentes florestais ainda detém elevada diversidade florística. A regeneração natural mostrou-se um bom indicador de qualidade atual e futura dos remanescentes florestais, e demonstrou, juntamente com os indicadores de conservação, que os fragmentos são passíveis de manejo, o que poderá potencializar o papel de conservação da biodiversidade exercido pela regeneração natural. / At São Paulo state, Brazil, the scenario of the Atlantic Forest reflects the scenario of degradation of the biome in the country, where forest remnants are embedded in an agricultural landscape, dominated by sugar cane fields and pasture fields. In this context, we aimed to investigate if natural forest regeneration responds differently to each agricultural matrix. Our hypothesis was that forest regeneration composition in remnants surrounded by sugar cane fields is different of forest regeneration composition in remnants surrounded by pasture fields, because these agricultural matrices impact differently forest biota. The present research was developed in Corumbataí river basin, in the countryside of São Paulo state. Shrub and tree individuals, from regeneration layer, were sampled in 60 plots 30x2 meters long (subdivided in plots 10x2 meters long) systematically distributed on the edges of 12 fragments. Firstly, we characterized the natural regeneration of the edges of forest remnants embedded in agricultural landscapes. Then we used the variables number of individuals.ha-1 (RN_HA), number of species/m2 (NESP_M2) and floristic diversity (ISHANNON) to analyze the differences in structure and composition of forest natural regeneration between sugar cane fields and pasture fields. These variables were used to analyze the statistical effects of conservation indicators, such as cattle entrance on forest remnants, abundance of woody-vines and grasses, and presence of eucalyptus trees on forest canopy, on natural regeneration. Floristic similarity between forest remnants was assessed by Jaccard Similarity Index. 5886 saplings were sampled among the 60 plots, divided in 57 families, 214 species and 31 morphospecies. Jaccard index indicated floristic similarity (45%) among the fragments inserted in sugar cane field and pasture field. Among the fragments inserted in pasture field, cattle entrance was the conservation indicator with the strongest interference over natural regeneration, decreasing both the number of plants per area and the floristic diversity. At sugar cane landscape, presence of eucalyptus on forest canopy increased the number of individuals per area. Grass and woody-vines abundance and presence of epiphytes were not significant for any variable, when analyzed with matrix type or fragment size. Among the subplots of 10m long, there was no variation of structure and composition of natural regeneration, what indicates that, in relation to floristic, diversity and sucessional classification, the regenerant vegetation is homogeneous in the first 30 meters of the edge. The results indicate that, even embedded in anthropogenic agricultural landscapes, the remnants studied still retain high floristic diversity. Natural regeneration has shown to be a good indicator of actual and future quality of forest remnants, and, together with conservation indicators, demonstrated that the fragments studied are subject to management actions, which may improve the role of biodiversity conservancy developed by natural regeneration

Behaviour (activity budget, degree of terrestriality, intergroup sociality) and diet, and the impact of proximity to forest edge on both, were compared between two populations of ringtailed lemurs (Lemur catta) inhabiting rocky outcrop/anthropogenic savannah-surrounded forest fragments in south-central Madagascar. Both sites—a fragment in the Tsaranoro Valley local to Andringitra National Park, and a fragment at Anja Special Reserve, adjacent to National Route 7 in the Ambalavao area—are considered sacred forests (sites of human burial) by the local people living in these regions, and are therefore subject to traditional protective prohibitions (fady). Both sites attract tourists, but are managed differently, and the resources available to the L. catta differ between sites, affecting the behaviour of the lemur populations: L. catta at Tsaranoro spent more time feeding, and less time resting and engaging in social behaviour compared with those at Anja, where introduced fruiting trees were available and resource abundance appeared to be relatively higher. Also, L. catta at Tsaranoro were less edge-avoidant, with some groups travelling over 400 meters beyond outside the forest in order to utilize resources at the tourist establishment local to the site. L. catta at Anja were never observed more than nine meters outside the forest. Although the fragments are of similar size and were expected to differ little, many significant behavioural dissimilarities were observed, suggesting the importance of the refinement of rapid assessment techniques for judging the habitat suitability and conservational value of small forest fragments.

Det svenska skogsbruket har med fokus på beståndsvis avverkning och återbeskogning genererat ett mosaikartat landskap med en mängd väl avgränsande kantzoner mellan yngre och äldre bestånd, och att uppkomna förändringar hos växtmiljön i anslutning till dessa beståndsgränser kan påverka såväl tillväxt som artsammansättning har konstaterats i ett flertal tidigare studier. Men även om dessa studier påvisat förekomsten av kanteffekter har resultaten varierat utifrån geografiskt undersökningsområde och studerade trädslag. Tidigare studier har utifrån ett nordiskt perspektiv dessutom främst fokuserat på tillväxtförändringar hos tall i Finland och norra Sverige, vilket föranlett att denna studie valt att undersöka förekomst och omfattning av tillväxteffekter inom kantzoner belägna mellan angränsande äldre och yngre granbestånd i västra Götaland. Studien har genomförts genom att inom ett antal representativa objekt samla in data utifrån utlagda provyor i terrängen och undersökningen har avgränsats till att omfatta trädens höjd- och diametertillväxt samt markvegetationens artsammansättning. Vidare jämförelser har därefter gjorts utifrån avstånd från aktuell beståndsgräns, kantzonernas väderstreck i nordlig respektive sydlig riktning samt de yngre beståndens skötselhistorik i form av röjt eller oröjt. För att undersöka förekomsten av signifikanta skillnader mellan grupperna har insamlad data analyserats med hjälp av variansanalys (ANOVA) samt Tukey’s test för skillnader mellan medelvärden. Resultatet visade på signifikanta kanteffekter hos yngre granbestånd där tillväxtnedsättningarna var som tydligast närmast beståndsgränsen, oavsett väderstreck och tidigare skötselhistorik. Dessa tillväxtnedsättningar var dock mindre än de som tidigare konstaterats hos tall, och till skillnad från tidigare studier kunde inga tillväxteffekter konstateras hos angränsande äldre bestånd. Inga tydliga skillnader kunde heller konstateras utifrån kantzonernas väderstreck eller de yngre beståndens skötselhistorik. Markvegetationens artsammansättning uppvisade i sin tur en ökad förekomst av lavar och bärris intill beståndsgränserna. Bärris, lavar och ljung förekommer frekvent inom sydligt exponerade kantzoner medan smal- och bredbladigt gräs i sin tur uppvisade en ökad förekomst inom nordligt exponerade kantzoner. Utifrån dessa resultat skulle en tänkbar rekommendation inför kommande skogsbruksåtgärder och återbeskogning kunna vara att utifrån konstaterade tillväxtnedsättningar ej prioritera plantering av gran inom ett avstånd av 0-2,5 m från beståndsgräns angränsande mot äldre granbestånd. Därmed skulle kantzonen kunna nyttjas för naturvårdande ändamål då dessa områden gynnar den biologiska mångfalden och utgör intressanta miljöer för arter som annars skulle riskera att bli utkonkurrerade i angränsande mer slutna granskogsbestånd. / The aim of this study was to evaluate edge effects along forest edges between young and old Norway spruce stands in south-western Sweden, and examine its influence on tree growth and field vegetation. Comparison between distance from stand edge, exposure (north or south facing) and young forest clearing (cleared or not cleared) showed a reduced growth among young trees near the stand edge, mainly at a distance of 0-2,5 m. This edge effect occurred regardless of exposure or forest clearing history. On the other hand, in contrary to earlier studies, no positive growth effect was found in older stands adjacent to younger stands. Regarding edge effects found on field vegetation, blueberries, lingonberries and lichens showed an increased incidence adjacent to stand edges. Berries, lichens and heather showed an increased incidence at south facing edges while grass showed an increased incidence at north facing edges.

Over the past century, populations of North American grassland songbirds have declined sharply as a consequence of habitat destruction. Alberta’s mixed-grass prairie constitutes Canada’s largest remaining tract of native grassland. However, this region has recently undergone a rapid expansion of conventional oil and natural gas development, and few studies have documented its effects on songbird nesting success. During the 2012-2014 breeding seasons, I monitored 813 nests of grassland songbirds located at sites that varied with respect to presence/absence, distance from, and types of oil and gas infrastructure (pump jacks, screw pumps, compressor stations) and gravel roads. Nest survival was significantly lower at infrastructure sites relative to controls for both Savannah sparrow and vesper sparrow. Additionally, vesper sparrow nest density was greater within 100 m of structures. These findings suggest that habitat disturbance caused by infrastructure may result in increased frequencies of nest predation at multiple spatial scales. / February 2016

A busca de padrões consistentes na natureza tem sido a principal meta dos ecólogos. Essa dissertação teve como objetivo usar abordagens filogenéticas na tentativa de compreender melhor o processo ecológico da expansão florestal sobre áreas abertas. O uso da informação filogenética em análises ecológicas considera as espécies não independentes umas das outras, pois estas compartilham grande parte da história evolutiva. Essa hierarquia de organização das espécies é muito importante para determinar as regras que governam os processos de montagem das comunidades locais. Nesta dissertação foram avaliados padrões filogenéticos de estruturação da vegetação lenhosa florestal ocorrente em ecótonos de áreas abertas com vegetação florestal distribuídos em diferentes regiões do extremo sul do Brasil. Estes ecótonos são formados por diversas formações florestais, as quais tendem a expandir sobre as áreas abertas. Dados sobre composição de espécies provieram de estudos já realizados e de amostragens em alguns sítios. Duas métricas filogenéticas complementares foram usadas para avaliar a estrutura filogenética em cada categoria de habitat nos ecótonos: índice de parentesco líquido (NRI) e coordenadas principais da estrutura filogenética (PCPS). As análises dos valores de NRI não mostraram um padrão nítido de estruturação filogenética das comunidades. Já a análise dos PCPS mostrou padrões consistentes nas três escalas espaciais abordadas e independente da composição de espécies. Clados basais associaram-se às áreas florestais, enquanto clados de diversificação recente associaram-se às áreas abertas. Estes resultados indicam que áreas abertas atuam como um filtro filogenético de habitat para as espécies lenhosas florestais em todos os locais analisados, independentemente da escala e da composição de espécies de cada local. Os resultados sugerem que os clados de Rosanae e Asteranae estão na linha de frente do processo de expansão florestal sobre as áreas abertas, e o clado de Magnolianae restrito às áreas florestais. A busca por padrões gerais de organização das comunidades ecológicas a partir de sua estrutura filogenética parece consistir numa ferramenta útil para a exploração e entendimento sobre o funcionamento de sistemas ecológicos. Estas abordagens poderiam beneficiar estratégias de gerenciamento e conservação destes sistemas, por simplificarem sistemas ecológicos complexos e por mostrarem padrões gerais independentes da escala espacial analisada. / The search for consistent patterns in nature has been a major goal of ecologists. This study aimed to employ phylogenetic analyses to improve the understanding of an ecological process, the expansion of forest expansion over open areas. The use of evolutionary information considers species as not independent units in relation to each other, as they share their evolutionary history. Such hierarchical organization of species is very important to determine the rules governing assembly processes in local communities. Phylogenetic approaches were used to evaluate phylogenetic patterns in forest woody vegetation occurring in ecotones comprising open areas and forest vegetation, and distributed across different regions in the southernmost Brazilian region. Those ecotones are composed by different forest vegetation types, which tend to expand over open areas. Data on species composition were compiled from previous studies, and vegetation sampling was carried out in sites without available information on species composition in ecotones. Two complementary phylogenetic metrics were used to evaluate the phylogenetic structure in each habitat type occurring in ecotones: net relatedness index (NRI) and principal coordinates of phylogenetic structure (PCPS). Analyses of NRI values did not show any clear pattern of phylogenetic structuring of the communities. Nonetheless, PCPS analysis showed consistent patterns across the threes spatial scales evaluated, which were independent of the species composition of the sites. Basal clades were associated with forest areas, while late-divergence clades were associated with open areas. These findings indicate that open areas act as a phylogenetic habitat filtering to forest woody species throughout the region, independently of the spatial scale and of the species composition in each site. The results suggest that the clades Rosanae and Asteranae represent the vanguard in theforest expansion process over open areas, while the distribution of the basal clade Magnolianae is restricted to forest sites. The search for general organization patterns in ecological communities based on their phylogenetic structure seems to be a useful tool for exploring and understanding the functioning of ecological systems. Such approach might benefit ecosystem managing and conservation strategies, as it simplifies complex ecological systems, and shows general patterns independently of the scale analyzed.

Made available in DSpace on 2016-06-02T18:55:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4829.pdf: 1002654 bytes, checksum: b16f88329f59dd9fa63934545989205a (MD5) Previous issue date: 2012-12-03 / Financiadora de Estudos e Projetos / We did this experiment in the Corumbataí river Basin, São Paulo, southeastern Brazil (22°41'28" S e 47°56'15'' O). In this Basin, the original phytophysiognomies were dramatically reduced; nowadays the native ecosystems are represented by small and fragmented seasonal semideciduous forest communities. Although these forests are very degraded, they represent the last forest remnants of this region. So, the conservation of their alfa and beta diversity should begin through description of their woody species composition. In this sense, the objective of this experiment was to describe the composition of trees and shrubs in the edges of seasonal semideciduous forests that are inserted in matrices of sugar cane and in consolidated pastures. We aimed to verify if different sources of disturbances may promote distinctive successional pathways, related to particular composition and structure between the forests inserted in sugar cane matrices, and those inside the consolidated pasture ones. We sampled 12 forest fragments in a systematical way , through sixty 8 m x 30 m plots (total sampled area: 1.44 ha) - 30 plots in sugar cane matrices, and 30 plots in pastures matrices (five plots per forest). We sampled the plants with the perimeter at breast height (PBH) equal or higher than 15 cm. We compared the floristic composition and structure between forest remnants by similarity dendrograms and ANOVA. We sampled 1,990 plants, belonging to 163 species (46 families). The forest communities presented low floristic similarity; we observed no significant differences in the structural patterns among the 12 forest fragments. These results indicate that both composition and structure of those communities were not related to the nature of the agricultural matrices. We also observed that the 12 communities have high values of diversity, despite they are inserted in a very modified landscape; such a result refers to their conservation. In this sense, we think that actions related to ecological management in landscape scale, and ecological restoration practices to improve the ecosystemic atributes of the seasonal semideciduous forests from Corumbataí river Basin are necessary. / Este trabalho foi desenvolvido na Bacia Hidrográfica do Rio Corumbataí (BHRC), SP (22°41'28" S e 47°56'15'' O), onde a vegetação original foi drasticamente reduzida e a cobertura vegetal predominante é composta por pequenos fragmentos de florestas estacionais semideciduais. Apesar de altamente fragmentados e degradados, eles são os únicos remanescentes da vegetação regional, portanto, conhecê-los em relação à composição florística é uma das únicas formas de conservar a diversidade regional. Nesse contexto, este trabalho objetivou caracterizar a composição arbustiva e arbórea das áreas de borda de remanescentes florestais inseridos em matrizes consolidadas de cana-de-açúcar e pastagem, com o intuito de verificar se diferentes impacto relacionados às matrizes provocam diferentes trajetórias sucessionais gerando diferenças na composição e estrutura dos fragmentos. Para caracterização da vegetação, foram alocadas de modo sistemático, 60 parcelas de 8,0 m x 30,0 m, sendo 30 em matrizes de cana-de-açúcar e 30 em matrizes de pastagens, distribuídas em doze fragmentos florestais (cinco parcelas por fragmento). Para o levantamento das espécies foram considerados indivíduos com perímetro à altura do peito (PAP) maior ou igual a quinze centímetros. Os fragmentos amostrados foram comparados quanto à composição florística e estrutura a partir de dendrogramas de similaridade e de análises de variância. A área total amostrada foi de 1,44 ha. Foram coletados 1.990 indivíduos, pertencentes a 163 espécies, distribuídas em 46 famílias. Quanto à composição florística, os fragmentos apresentaram baixa similaridade quando comparados entre si. Quanto a estrutura, não foram verificadas diferenças significativas na comparação dos dados obtidos nos 12 fragmentos amostrados. Os resultados indicam que a composição e a estrutura dos fragmentos não estão relacionadas ao tipo de matriz agrícola em que os fragmentos se inserem. Também foi observado que, apesar dos fragmentos amostrados estarem inseridos em uma paisagem agrícola modificada, eles ainda detêm elevada diversidade florística, que rementem à sua conservação. Para tal, julgam-se necessárias ações de gerenciamento ecológico na escala da paisagem e execução de estratégias de manejo nos fragmentos da BHRC.

A busca de padrões consistentes na natureza tem sido a principal meta dos ecólogos. Essa dissertação teve como objetivo usar abordagens filogenéticas na tentativa de compreender melhor o processo ecológico da expansão florestal sobre áreas abertas. O uso da informação filogenética em análises ecológicas considera as espécies não independentes umas das outras, pois estas compartilham grande parte da história evolutiva. Essa hierarquia de organização das espécies é muito importante para determinar as regras que governam os processos de montagem das comunidades locais. Nesta dissertação foram avaliados padrões filogenéticos de estruturação da vegetação lenhosa florestal ocorrente em ecótonos de áreas abertas com vegetação florestal distribuídos em diferentes regiões do extremo sul do Brasil. Estes ecótonos são formados por diversas formações florestais, as quais tendem a expandir sobre as áreas abertas. Dados sobre composição de espécies provieram de estudos já realizados e de amostragens em alguns sítios. Duas métricas filogenéticas complementares foram usadas para avaliar a estrutura filogenética em cada categoria de habitat nos ecótonos: índice de parentesco líquido (NRI) e coordenadas principais da estrutura filogenética (PCPS). As análises dos valores de NRI não mostraram um padrão nítido de estruturação filogenética das comunidades. Já a análise dos PCPS mostrou padrões consistentes nas três escalas espaciais abordadas e independente da composição de espécies. Clados basais associaram-se às áreas florestais, enquanto clados de diversificação recente associaram-se às áreas abertas. Estes resultados indicam que áreas abertas atuam como um filtro filogenético de habitat para as espécies lenhosas florestais em todos os locais analisados, independentemente da escala e da composição de espécies de cada local. Os resultados sugerem que os clados de Rosanae e Asteranae estão na linha de frente do processo de expansão florestal sobre as áreas abertas, e o clado de Magnolianae restrito às áreas florestais. A busca por padrões gerais de organização das comunidades ecológicas a partir de sua estrutura filogenética parece consistir numa ferramenta útil para a exploração e entendimento sobre o funcionamento de sistemas ecológicos. Estas abordagens poderiam beneficiar estratégias de gerenciamento e conservação destes sistemas, por simplificarem sistemas ecológicos complexos e por mostrarem padrões gerais independentes da escala espacial analisada. / The search for consistent patterns in nature has been a major goal of ecologists. This study aimed to employ phylogenetic analyses to improve the understanding of an ecological process, the expansion of forest expansion over open areas. The use of evolutionary information considers species as not independent units in relation to each other, as they share their evolutionary history. Such hierarchical organization of species is very important to determine the rules governing assembly processes in local communities. Phylogenetic approaches were used to evaluate phylogenetic patterns in forest woody vegetation occurring in ecotones comprising open areas and forest vegetation, and distributed across different regions in the southernmost Brazilian region. Those ecotones are composed by different forest vegetation types, which tend to expand over open areas. Data on species composition were compiled from previous studies, and vegetation sampling was carried out in sites without available information on species composition in ecotones. Two complementary phylogenetic metrics were used to evaluate the phylogenetic structure in each habitat type occurring in ecotones: net relatedness index (NRI) and principal coordinates of phylogenetic structure (PCPS). Analyses of NRI values did not show any clear pattern of phylogenetic structuring of the communities. Nonetheless, PCPS analysis showed consistent patterns across the threes spatial scales evaluated, which were independent of the species composition of the sites. Basal clades were associated with forest areas, while late-divergence clades were associated with open areas. These findings indicate that open areas act as a phylogenetic habitat filtering to forest woody species throughout the region, independently of the spatial scale and of the species composition in each site. The results suggest that the clades Rosanae and Asteranae represent the vanguard in theforest expansion process over open areas, while the distribution of the basal clade Magnolianae is restricted to forest sites. The search for general organization patterns in ecological communities based on their phylogenetic structure seems to be a useful tool for exploring and understanding the functioning of ecological systems. Such approach might benefit ecosystem managing and conservation strategies, as it simplifies complex ecological systems, and shows general patterns independently of the scale analyzed.

A busca de padrões consistentes na natureza tem sido a principal meta dos ecólogos. Essa dissertação teve como objetivo usar abordagens filogenéticas na tentativa de compreender melhor o processo ecológico da expansão florestal sobre áreas abertas. O uso da informação filogenética em análises ecológicas considera as espécies não independentes umas das outras, pois estas compartilham grande parte da história evolutiva. Essa hierarquia de organização das espécies é muito importante para determinar as regras que governam os processos de montagem das comunidades locais. Nesta dissertação foram avaliados padrões filogenéticos de estruturação da vegetação lenhosa florestal ocorrente em ecótonos de áreas abertas com vegetação florestal distribuídos em diferentes regiões do extremo sul do Brasil. Estes ecótonos são formados por diversas formações florestais, as quais tendem a expandir sobre as áreas abertas. Dados sobre composição de espécies provieram de estudos já realizados e de amostragens em alguns sítios. Duas métricas filogenéticas complementares foram usadas para avaliar a estrutura filogenética em cada categoria de habitat nos ecótonos: índice de parentesco líquido (NRI) e coordenadas principais da estrutura filogenética (PCPS). As análises dos valores de NRI não mostraram um padrão nítido de estruturação filogenética das comunidades. Já a análise dos PCPS mostrou padrões consistentes nas três escalas espaciais abordadas e independente da composição de espécies. Clados basais associaram-se às áreas florestais, enquanto clados de diversificação recente associaram-se às áreas abertas. Estes resultados indicam que áreas abertas atuam como um filtro filogenético de habitat para as espécies lenhosas florestais em todos os locais analisados, independentemente da escala e da composição de espécies de cada local. Os resultados sugerem que os clados de Rosanae e Asteranae estão na linha de frente do processo de expansão florestal sobre as áreas abertas, e o clado de Magnolianae restrito às áreas florestais. A busca por padrões gerais de organização das comunidades ecológicas a partir de sua estrutura filogenética parece consistir numa ferramenta útil para a exploração e entendimento sobre o funcionamento de sistemas ecológicos. Estas abordagens poderiam beneficiar estratégias de gerenciamento e conservação destes sistemas, por simplificarem sistemas ecológicos complexos e por mostrarem padrões gerais independentes da escala espacial analisada. / The search for consistent patterns in nature has been a major goal of ecologists. This study aimed to employ phylogenetic analyses to improve the understanding of an ecological process, the expansion of forest expansion over open areas. The use of evolutionary information considers species as not independent units in relation to each other, as they share their evolutionary history. Such hierarchical organization of species is very important to determine the rules governing assembly processes in local communities. Phylogenetic approaches were used to evaluate phylogenetic patterns in forest woody vegetation occurring in ecotones comprising open areas and forest vegetation, and distributed across different regions in the southernmost Brazilian region. Those ecotones are composed by different forest vegetation types, which tend to expand over open areas. Data on species composition were compiled from previous studies, and vegetation sampling was carried out in sites without available information on species composition in ecotones. Two complementary phylogenetic metrics were used to evaluate the phylogenetic structure in each habitat type occurring in ecotones: net relatedness index (NRI) and principal coordinates of phylogenetic structure (PCPS). Analyses of NRI values did not show any clear pattern of phylogenetic structuring of the communities. Nonetheless, PCPS analysis showed consistent patterns across the threes spatial scales evaluated, which were independent of the species composition of the sites. Basal clades were associated with forest areas, while late-divergence clades were associated with open areas. These findings indicate that open areas act as a phylogenetic habitat filtering to forest woody species throughout the region, independently of the spatial scale and of the species composition in each site. The results suggest that the clades Rosanae and Asteranae represent the vanguard in theforest expansion process over open areas, while the distribution of the basal clade Magnolianae is restricted to forest sites. The search for general organization patterns in ecological communities based on their phylogenetic structure seems to be a useful tool for exploring and understanding the functioning of ecological systems. Such approach might benefit ecosystem managing and conservation strategies, as it simplifies complex ecological systems, and shows general patterns independently of the scale analyzed.