Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2014-09-12T18:33:06Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÂO_SoloTopografiaCondicionantes.pdf: 27571051 bytes, checksum: d114ea2e06820ccf88ba9441fe4bfbbc (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-11-05T15:22:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÂO_SoloTopografiaCondicionantes.pdf: 27571051 bytes, checksum: d114ea2e06820ccf88ba9441fe4bfbbc (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-05T15:22:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÂO_SoloTopografiaCondicionantes.pdf: 27571051 bytes, checksum: d114ea2e06820ccf88ba9441fe4bfbbc (MD5) Previous issue date: 2013 / Na ultima decada, especialmente, estudos a respeito de fatores ambientais condicionantes da distribuicao da vegetacao tem ampliado significativamente a compreensao sobre a complexidade e o funcionamento dos principais biomas brasileiros. Atencao tem sido chamada tambem para a necessidade de novos estudos em pequenas manchas vegetacionais naturais ou derivadas de fragmentacao pelas atividades antropicas. Em topos de morros, por exemplo, muitas vezes observam-se mosaicos formados por pequenas manchas naturais de formacoes campestres e florestais, que se distribuem pela paisagem em contato direto, sem ecotone aparente. O presente trabalho tem como objetivo avaliar a influencia de variaveis edafo-topograficas sobre os padroes de distribuicao e estruturacao da vegetacao em uma area de campo e outrade floresta, que compartilham suas bordas sem transicao aparente entre si, na Serra da Brigida, Ouro Preto, MG. A abordagem metodologica foi realizada por meio de levantamentos de parametros bioticos e abioticos em transecoes de 100 m, posicionadas nas duas fitofisionomias (campo e floresta) e subdividas em parcelas de 10X10m. Para fatores bioticos foram considerados a composicao floristica e padroes de estrutura das comunidades vegetacionais atraves da fitossociologia. Para fatores abioticos foram analisadas a compartimentacao topografica local (desnivel e declividade), variaveis microclimaticas e analises fisico-quimicas do solo (granulometria, mineralogia, umidade, composicao quimica e fertilidade). A area de mata apresentou diversidade floristica mais baixa que a area campestre. O solos se apresentaram acidos, com baixo pH, sendo que os neossolos dos campos ferruginosos sao mais ferteis que o cambissolo sob a floresta. Nota-se tambem, dentre todos os elementos mensurados, maior abundancia de Fe e Al em ambas as fitofisionomias estudadas. E mesmo apresentando maior fertilidade, a area de CF apresentou, baixas concentracoes de macronutrientes essenciais como Ca, K e Mg. Com relacao aos aspectos fisicos, nas duas fitofisionomias foram encontrados solos de carater mais arenoso. Outra particularidade da area e o alto desnivel altimetrico e a forte declividade da vertente estudada. As analises da CCA indicam que nos campos ferruginosos ha uma forte influencia dos teores de Fe e parametros topográficos sobre a composicao floristica e estrutura da vegetacao, ja area de floresta ha uma forte correlacao da topografia com a distribuicao e com a estrutura da comunidade vegetal, corroborando a hipotese deste trabalho. Sob o mesmo clima, em encontro direto, esses dois tipos vegetacionais tao distintos em termos de estrutura e de flora, sao claramente determinados pelo solo e topografia. Ate que ponto estes aspectos fisicos do ecossistema definem a distribuicao presente e futura das especies, o potencial de ocupacao de novas areas, por exemplo, sob condicoes climaticas em alteracao, sao apenas alguns pontos para reflexao e que podem ser estudados em novas frentes de trabalho. Entretanto, permite-se aqui chamar a atencao para importancia de estudos de pequenos fragmentos vegetacionais para a ampliacao do conhecimento sobre a diversidade ambiental local e regional, e seus principais determinantes, e possiveis consequencias para a dinamica da vegetacao dos ecossistemas de altitude __________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: In the last decade, especially, studies on environmental factors affecting the distribution of vegetation have significantly expanded the understanding of the complexity and functioning of major Brazilian biomes. Attention, however, has also been called to the need for further studies in small vegetation patches naturally spread in the landscape or derived from fragmentation by human activities. On the tops of hills, for example, natural mosaics formed by small patches, in direct contact, of forest and grassland formations are often observed.. This study aimed to evaluate the influence of soil and topographic variables on patterns of species distribution and vegetation structure in an area where a rocky outcrop and a forest patches contact , in the Serra da Brigida, Ouro Preto, Brazil. Surveys of biotic and abiotic parameters were done in transects of 100 m, positioned in the two types of vegetation (rocky outcrop and forest) and subdivided into plots of 10x10m. Regarding biotic factors were considered the floristic composition and structure patterns of vegetation communities through phytosociological analysis. The abiotic factors investigated were topography (height and slope), microclimatic variables and physical-chemical analysis of soil (texture, mineralogy, moisture, chemical composition and fertility). The forest showed lower floristic diversity than the rocky outcrop. The soils from the two areas presented low pH, but the Neosols of the rocky outcrop were more fertile than the cambissolo in the forest. Among all elements measured, Fe and Al where the most abundant in both areas. Low concentrations of essential nutrients like Ca, K and Mg were also found in both areas. With regard to the physical aspects, the soil under the two vegetation types was classified as sandy. High altimetric slope and strong steepness also characterized the areas studied. The CCA analyzes indicate that in the rocky outcrop there is a strong influence of the levels of Fe and topographic parameters on the floristic composition and structure of vegetation, while in the forest area, a strong correlation among topography and species distribution and plant community structure was found, supporting the hypothesis of the present study. Under the same climate, in direct encounter, these two vegetation typesclearly differed in terms of structure and flora, and are determined by soil and topography parameters. To what extent these physical aspects of ecosystem define the present and future distribution of plant species, their potential tooccupation of new areas for example under climate change conditions, are just some points for reflection and that should be investigated in further studies. However, it was allowed here, to call for attention to the importance of studies in small fragments or vegetation patches in direct contact for the expansion of knowledge about the local and regional environmental diversity, and its main determinants, and the possible consequences for the vegetation dynamics in altitudinal ecosystems.

O bioma Pantanal, no estado de Mato Grosso do Sul, é considerado uma das áreas que sofre os mais fortes impactos antrópicos no estado. Grandes planícies alagadas como o Pantanal, são compostas de diferentes subsistemas, classificados como ecossistemas ou habitats. Dentre as fitofisionomias presentes na região do Pantanal, estão as cangas – afloramentos rochosos ferruginosos formados por material detrítico derivado de rochas próximas ricas em ferro. Em consequência do seu isolamento ecológico e espacial, os afloramentos rochosos são considerados “ilhas terrestres”. A família Bromeliaceae possui uma série de inovações que permitiram sua colonização e especiação em ambientes sob estresse. O gênero Dyckia pertence à subfamília Pitcairnioideae e é o segundo maior gênero dessa. As espécies de Dyckia se caracterizam por serem xeromórficas, rupícolas, adaptadas a ambientes extremos e altamente expostos ao sol, como as cangas. Dyckia excelsa é uma espécie que possui distribuição restrita e foi recentemente descoberta nos afloramentos rochosos ferruginosos localizados no Planalto Residual do Urucum, em Corumbá, Mato Grosso do Sul. Devido à escassez de conhecimentos sobre aspectos genéticos e biológicos da flora Pantaneira, este estudo teve como objetivo geral acessar a diversidade e estrutura genética de populações naturais de Dyckia excelsa, as quais são importantes para compreender a dinâmica evolutiva no Pantanal, assim como estabelecimento de estratégias de conservação de Bromeliaceae e das regiões onde elas ocorrem. Para isso, dados moleculares foram correlacionados com dados geográficos de ocorrência da espécie. Oito marcadores moleculares do tipo microssatélites nucleares e duas sequências de regiões intergênicas plastidiais foram utilizados, buscando acessar padrões contemporâneos e históricos que levaram a diversificação desta espécie. Quanto aos processos contemporâneos, acessados pelo marcador nuclear, a diversidade genética mostrou-se baixa nas populações (HO = 0 a HO = 0,238), padrão encontrado também em outras espécies endêmicas do mesmo gênero. Apesar disto, quase todas as populações não apresentaram desvio do equilíbrio de Hardy-Weinberg, provavelmente devido à auto-incompatibilidade da espécie que leva ao cruzamento obrigatório com outros indivíduos. As populações são altamente estruturadas (FST = 0,437; G’ST = 0,425), sugerindo que a dispersão via pólen entre as cangas é limitada, corroborando a hipótese de isolamento entre ilhas terrestres provido pela mata adjacente. A maior proporção da variação genética é encontrada dentro das populações (54,61%). Uma correlação entre distância genética e distância geográfica foi observada, através do teste de Mantel (P< 0.05; r2 = 0.2926), indicando a presença de isolamento por distância entre os pontos coletados. A análise Bayesiana encontrou um K = 3, que corresponde às ilhas terrestres, separando as populações coletadas em três regiões geográficas. No que diz respeito aos padrões históricos da espécie, acessados pelos marcadores plastidiais, a baixa diversidade de haplótipos e a alta diferenciação entre as populações indica um grande período de isolamento entre as cangas. O mesmo padrão de estruturação genética das análises com dados nucleares foi encontrado, sugerindo que a dispersão via sementes entre os grupos também é limitada, padrão esperado pela morfologia da semente. O tempo de divergência dos haplótipos data do Pleistoceno (1,4 milhões de anos), época em que o Pantanal sofreu grandes modificações em sua paisagem, passando por períodos de aridificação e atividades tectônicas intensas. Apesar disso, não foram observados padrões de expansão ou contração das populações através dos testes de neutralidade e gargalo de garrafa, indicando estabilidade das populações nas cangas. Logo, estes afloramentos provêm oportunidades de refúgio, facilitando a persistência de populações adaptadas a este ambiente. Para estratégias de conservação, é altamente recomendado que D. excelsa seja preservada in situ, em qualquer localidade, já que esta apresenta uma identidade única em todos os locais em que ela se encontra. Exceto por uma pequena população, todas as outras estão em áreas desprotegidas, inclusive em área urbana, o que torna a sua conservação ainda mais desafiadora. O ambiente peculiar em que esta espécie se encontra contribui para a evolução de muitas espécies raras e endêmicas, mostrando a grande importância da conservação das diferentes paisagens do Pantanal. / The Pantanal biome, in the Mato Grosso do Sul state, is considered one of the areas heaviest impacted by humans. Large wetlands such as the Pantanal are composed by many different subsystems, ranked as ecosystems or habitats. The ironstone outcrops, also known as cangas, are ecosystems formed from the weathering product of underlying iron-formation present in the Pantanal region. In consequence of their spatial and ecological isolation, the ironstone outcrops are considered “terrestrial islands”. The family Bromeliaceae has key adaptations that allowed them to colonize arid environments. Dyckia is the second largest genus belonging to the Pitcairnioideae subfamily and its species prefer xeromorphic environments with high sunlight exposure, such as the cangas. Dyckia excelsa has a narrow geographical distribution and was recently described occurring on the ironstone outcrops located in the Urucum Residual Plateau, in Corumbá, Mato Grosso do Sul State. Due to the lack of knowledge about genetic and biological aspects of the Pantanal flora, the general objective in this study was to access the diversity and the structure genetic of natural populations of D. excelsa, which are important for understand the evolutionary dynamics in Pantanal, as well as conservation strategies of Bromeliaceae. For this, molecular data were correlated with the species geographic occurrence. We used eight nuclear microsatellites and two intergenic plastid DNA spacers aiming to access contemporary and historical patterns that led to the diversification of this species For contemporary processes, accessed by the nuclear marker, genetic diversity was low in the populations (HO = 0 to HO = 0.238), pattern also found in other endemic species in this genus. Despite this, almost all populations did not show a deviation from the Hardy-Weinberg equilibrium, probably due to the self-incompatibility of the species that leads to obligatory cross-breeding with other individuals. Populations are highly structured (FST = 0.437; G'ST = 0.425), suggesting that pollen flow between cangas is limited, corroborating the hypothesis of isolation between terrestrial islands provided by adjacent forest. The highest proportion of genetic variation is found within populations (54.61%). A correlation between genetic distance and geographic distance was observed through the Mantel test (P <0.05; r2 = 0.2926), indicating presence of isolation by distance between the collected points. The Bayesian analysis found a K = 3, which correspond to the terrestrial islands, separating the populations collected in three geographic regions. Regarding the historical patterns of the species, accessed by the plastidial marker, the low diversity of haplotypes and the high differentiation between the populations indicates a great period of isolation between the cangas. The same pattern of genetic structure with nuclear data was found, suggesting that seed dispersal between groups is also limited, as expected by the seed morphology. The time of divergence of the haplotypes dates from the Pleistocene (1.4 myA), when the Pantanal experienced major modifications in its landscape, passing through periods of aridification and intense tectonic activities. Despite this, population expansion or contraction patterns were not observed through neutrality and bottleneck tests, indicating population stability in the cangas. Therefore, these outcrops provide opportunities for refuging, enabling the persistence of populations adapted to this environment. For conservation strategies, it is highly recommended that D. excelsa be preserved in situ, in any location, since it has a unique identity wherever it is found. Except for a small population, all others are in unprotected areas, including in urban areas, which makes their conservation even more challenging. The peculiar environment in which this species is found contributes to the evolution of other rare and endemic species, showing the great importance of Pantanal landscapes for conservation purposes.

O bioma Pantanal, no estado de Mato Grosso do Sul, é considerado uma das áreas que sofre os mais fortes impactos antrópicos no estado. Grandes planícies alagadas como o Pantanal, são compostas de diferentes subsistemas, classificados como ecossistemas ou habitats. Dentre as fitofisionomias presentes na região do Pantanal, estão as cangas – afloramentos rochosos ferruginosos formados por material detrítico derivado de rochas próximas ricas em ferro. Em consequência do seu isolamento ecológico e espacial, os afloramentos rochosos são considerados “ilhas terrestres”. A família Bromeliaceae possui uma série de inovações que permitiram sua colonização e especiação em ambientes sob estresse. O gênero Dyckia pertence à subfamília Pitcairnioideae e é o segundo maior gênero dessa. As espécies de Dyckia se caracterizam por serem xeromórficas, rupícolas, adaptadas a ambientes extremos e altamente expostos ao sol, como as cangas. Dyckia excelsa é uma espécie que possui distribuição restrita e foi recentemente descoberta nos afloramentos rochosos ferruginosos localizados no Planalto Residual do Urucum, em Corumbá, Mato Grosso do Sul. Devido à escassez de conhecimentos sobre aspectos genéticos e biológicos da flora Pantaneira, este estudo teve como objetivo geral acessar a diversidade e estrutura genética de populações naturais de Dyckia excelsa, as quais são importantes para compreender a dinâmica evolutiva no Pantanal, assim como estabelecimento de estratégias de conservação de Bromeliaceae e das regiões onde elas ocorrem. Para isso, dados moleculares foram correlacionados com dados geográficos de ocorrência da espécie. Oito marcadores moleculares do tipo microssatélites nucleares e duas sequências de regiões intergênicas plastidiais foram utilizados, buscando acessar padrões contemporâneos e históricos que levaram a diversificação desta espécie. Quanto aos processos contemporâneos, acessados pelo marcador nuclear, a diversidade genética mostrou-se baixa nas populações (HO = 0 a HO = 0,238), padrão encontrado também em outras espécies endêmicas do mesmo gênero. Apesar disto, quase todas as populações não apresentaram desvio do equilíbrio de Hardy-Weinberg, provavelmente devido à auto-incompatibilidade da espécie que leva ao cruzamento obrigatório com outros indivíduos. As populações são altamente estruturadas (FST = 0,437; G’ST = 0,425), sugerindo que a dispersão via pólen entre as cangas é limitada, corroborando a hipótese de isolamento entre ilhas terrestres provido pela mata adjacente. A maior proporção da variação genética é encontrada dentro das populações (54,61%). Uma correlação entre distância genética e distância geográfica foi observada, através do teste de Mantel (P< 0.05; r2 = 0.2926), indicando a presença de isolamento por distância entre os pontos coletados. A análise Bayesiana encontrou um K = 3, que corresponde às ilhas terrestres, separando as populações coletadas em três regiões geográficas. No que diz respeito aos padrões históricos da espécie, acessados pelos marcadores plastidiais, a baixa diversidade de haplótipos e a alta diferenciação entre as populações indica um grande período de isolamento entre as cangas. O mesmo padrão de estruturação genética das análises com dados nucleares foi encontrado, sugerindo que a dispersão via sementes entre os grupos também é limitada, padrão esperado pela morfologia da semente. O tempo de divergência dos haplótipos data do Pleistoceno (1,4 milhões de anos), época em que o Pantanal sofreu grandes modificações em sua paisagem, passando por períodos de aridificação e atividades tectônicas intensas. Apesar disso, não foram observados padrões de expansão ou contração das populações através dos testes de neutralidade e gargalo de garrafa, indicando estabilidade das populações nas cangas. Logo, estes afloramentos provêm oportunidades de refúgio, facilitando a persistência de populações adaptadas a este ambiente. Para estratégias de conservação, é altamente recomendado que D. excelsa seja preservada in situ, em qualquer localidade, já que esta apresenta uma identidade única em todos os locais em que ela se encontra. Exceto por uma pequena população, todas as outras estão em áreas desprotegidas, inclusive em área urbana, o que torna a sua conservação ainda mais desafiadora. O ambiente peculiar em que esta espécie se encontra contribui para a evolução de muitas espécies raras e endêmicas, mostrando a grande importância da conservação das diferentes paisagens do Pantanal. / The Pantanal biome, in the Mato Grosso do Sul state, is considered one of the areas heaviest impacted by humans. Large wetlands such as the Pantanal are composed by many different subsystems, ranked as ecosystems or habitats. The ironstone outcrops, also known as cangas, are ecosystems formed from the weathering product of underlying iron-formation present in the Pantanal region. In consequence of their spatial and ecological isolation, the ironstone outcrops are considered “terrestrial islands”. The family Bromeliaceae has key adaptations that allowed them to colonize arid environments. Dyckia is the second largest genus belonging to the Pitcairnioideae subfamily and its species prefer xeromorphic environments with high sunlight exposure, such as the cangas. Dyckia excelsa has a narrow geographical distribution and was recently described occurring on the ironstone outcrops located in the Urucum Residual Plateau, in Corumbá, Mato Grosso do Sul State. Due to the lack of knowledge about genetic and biological aspects of the Pantanal flora, the general objective in this study was to access the diversity and the structure genetic of natural populations of D. excelsa, which are important for understand the evolutionary dynamics in Pantanal, as well as conservation strategies of Bromeliaceae. For this, molecular data were correlated with the species geographic occurrence. We used eight nuclear microsatellites and two intergenic plastid DNA spacers aiming to access contemporary and historical patterns that led to the diversification of this species For contemporary processes, accessed by the nuclear marker, genetic diversity was low in the populations (HO = 0 to HO = 0.238), pattern also found in other endemic species in this genus. Despite this, almost all populations did not show a deviation from the Hardy-Weinberg equilibrium, probably due to the self-incompatibility of the species that leads to obligatory cross-breeding with other individuals. Populations are highly structured (FST = 0.437; G'ST = 0.425), suggesting that pollen flow between cangas is limited, corroborating the hypothesis of isolation between terrestrial islands provided by adjacent forest. The highest proportion of genetic variation is found within populations (54.61%). A correlation between genetic distance and geographic distance was observed through the Mantel test (P <0.05; r2 = 0.2926), indicating presence of isolation by distance between the collected points. The Bayesian analysis found a K = 3, which correspond to the terrestrial islands, separating the populations collected in three geographic regions. Regarding the historical patterns of the species, accessed by the plastidial marker, the low diversity of haplotypes and the high differentiation between the populations indicates a great period of isolation between the cangas. The same pattern of genetic structure with nuclear data was found, suggesting that seed dispersal between groups is also limited, as expected by the seed morphology. The time of divergence of the haplotypes dates from the Pleistocene (1.4 myA), when the Pantanal experienced major modifications in its landscape, passing through periods of aridification and intense tectonic activities. Despite this, population expansion or contraction patterns were not observed through neutrality and bottleneck tests, indicating population stability in the cangas. Therefore, these outcrops provide opportunities for refuging, enabling the persistence of populations adapted to this environment. For conservation strategies, it is highly recommended that D. excelsa be preserved in situ, in any location, since it has a unique identity wherever it is found. Except for a small population, all others are in unprotected areas, including in urban areas, which makes their conservation even more challenging. The peculiar environment in which this species is found contributes to the evolution of other rare and endemic species, showing the great importance of Pantanal landscapes for conservation purposes.

O bioma Pantanal, no estado de Mato Grosso do Sul, é considerado uma das áreas que sofre os mais fortes impactos antrópicos no estado. Grandes planícies alagadas como o Pantanal, são compostas de diferentes subsistemas, classificados como ecossistemas ou habitats. Dentre as fitofisionomias presentes na região do Pantanal, estão as cangas – afloramentos rochosos ferruginosos formados por material detrítico derivado de rochas próximas ricas em ferro. Em consequência do seu isolamento ecológico e espacial, os afloramentos rochosos são considerados “ilhas terrestres”. A família Bromeliaceae possui uma série de inovações que permitiram sua colonização e especiação em ambientes sob estresse. O gênero Dyckia pertence à subfamília Pitcairnioideae e é o segundo maior gênero dessa. As espécies de Dyckia se caracterizam por serem xeromórficas, rupícolas, adaptadas a ambientes extremos e altamente expostos ao sol, como as cangas. Dyckia excelsa é uma espécie que possui distribuição restrita e foi recentemente descoberta nos afloramentos rochosos ferruginosos localizados no Planalto Residual do Urucum, em Corumbá, Mato Grosso do Sul. Devido à escassez de conhecimentos sobre aspectos genéticos e biológicos da flora Pantaneira, este estudo teve como objetivo geral acessar a diversidade e estrutura genética de populações naturais de Dyckia excelsa, as quais são importantes para compreender a dinâmica evolutiva no Pantanal, assim como estabelecimento de estratégias de conservação de Bromeliaceae e das regiões onde elas ocorrem. Para isso, dados moleculares foram correlacionados com dados geográficos de ocorrência da espécie. Oito marcadores moleculares do tipo microssatélites nucleares e duas sequências de regiões intergênicas plastidiais foram utilizados, buscando acessar padrões contemporâneos e históricos que levaram a diversificação desta espécie. Quanto aos processos contemporâneos, acessados pelo marcador nuclear, a diversidade genética mostrou-se baixa nas populações (HO = 0 a HO = 0,238), padrão encontrado também em outras espécies endêmicas do mesmo gênero. Apesar disto, quase todas as populações não apresentaram desvio do equilíbrio de Hardy-Weinberg, provavelmente devido à auto-incompatibilidade da espécie que leva ao cruzamento obrigatório com outros indivíduos. As populações são altamente estruturadas (FST = 0,437; G’ST = 0,425), sugerindo que a dispersão via pólen entre as cangas é limitada, corroborando a hipótese de isolamento entre ilhas terrestres provido pela mata adjacente. A maior proporção da variação genética é encontrada dentro das populações (54,61%). Uma correlação entre distância genética e distância geográfica foi observada, através do teste de Mantel (P< 0.05; r2 = 0.2926), indicando a presença de isolamento por distância entre os pontos coletados. A análise Bayesiana encontrou um K = 3, que corresponde às ilhas terrestres, separando as populações coletadas em três regiões geográficas. No que diz respeito aos padrões históricos da espécie, acessados pelos marcadores plastidiais, a baixa diversidade de haplótipos e a alta diferenciação entre as populações indica um grande período de isolamento entre as cangas. O mesmo padrão de estruturação genética das análises com dados nucleares foi encontrado, sugerindo que a dispersão via sementes entre os grupos também é limitada, padrão esperado pela morfologia da semente. O tempo de divergência dos haplótipos data do Pleistoceno (1,4 milhões de anos), época em que o Pantanal sofreu grandes modificações em sua paisagem, passando por períodos de aridificação e atividades tectônicas intensas. Apesar disso, não foram observados padrões de expansão ou contração das populações através dos testes de neutralidade e gargalo de garrafa, indicando estabilidade das populações nas cangas. Logo, estes afloramentos provêm oportunidades de refúgio, facilitando a persistência de populações adaptadas a este ambiente. Para estratégias de conservação, é altamente recomendado que D. excelsa seja preservada in situ, em qualquer localidade, já que esta apresenta uma identidade única em todos os locais em que ela se encontra. Exceto por uma pequena população, todas as outras estão em áreas desprotegidas, inclusive em área urbana, o que torna a sua conservação ainda mais desafiadora. O ambiente peculiar em que esta espécie se encontra contribui para a evolução de muitas espécies raras e endêmicas, mostrando a grande importância da conservação das diferentes paisagens do Pantanal. / The Pantanal biome, in the Mato Grosso do Sul state, is considered one of the areas heaviest impacted by humans. Large wetlands such as the Pantanal are composed by many different subsystems, ranked as ecosystems or habitats. The ironstone outcrops, also known as cangas, are ecosystems formed from the weathering product of underlying iron-formation present in the Pantanal region. In consequence of their spatial and ecological isolation, the ironstone outcrops are considered “terrestrial islands”. The family Bromeliaceae has key adaptations that allowed them to colonize arid environments. Dyckia is the second largest genus belonging to the Pitcairnioideae subfamily and its species prefer xeromorphic environments with high sunlight exposure, such as the cangas. Dyckia excelsa has a narrow geographical distribution and was recently described occurring on the ironstone outcrops located in the Urucum Residual Plateau, in Corumbá, Mato Grosso do Sul State. Due to the lack of knowledge about genetic and biological aspects of the Pantanal flora, the general objective in this study was to access the diversity and the structure genetic of natural populations of D. excelsa, which are important for understand the evolutionary dynamics in Pantanal, as well as conservation strategies of Bromeliaceae. For this, molecular data were correlated with the species geographic occurrence. We used eight nuclear microsatellites and two intergenic plastid DNA spacers aiming to access contemporary and historical patterns that led to the diversification of this species For contemporary processes, accessed by the nuclear marker, genetic diversity was low in the populations (HO = 0 to HO = 0.238), pattern also found in other endemic species in this genus. Despite this, almost all populations did not show a deviation from the Hardy-Weinberg equilibrium, probably due to the self-incompatibility of the species that leads to obligatory cross-breeding with other individuals. Populations are highly structured (FST = 0.437; G'ST = 0.425), suggesting that pollen flow between cangas is limited, corroborating the hypothesis of isolation between terrestrial islands provided by adjacent forest. The highest proportion of genetic variation is found within populations (54.61%). A correlation between genetic distance and geographic distance was observed through the Mantel test (P <0.05; r2 = 0.2926), indicating presence of isolation by distance between the collected points. The Bayesian analysis found a K = 3, which correspond to the terrestrial islands, separating the populations collected in three geographic regions. Regarding the historical patterns of the species, accessed by the plastidial marker, the low diversity of haplotypes and the high differentiation between the populations indicates a great period of isolation between the cangas. The same pattern of genetic structure with nuclear data was found, suggesting that seed dispersal between groups is also limited, as expected by the seed morphology. The time of divergence of the haplotypes dates from the Pleistocene (1.4 myA), when the Pantanal experienced major modifications in its landscape, passing through periods of aridification and intense tectonic activities. Despite this, population expansion or contraction patterns were not observed through neutrality and bottleneck tests, indicating population stability in the cangas. Therefore, these outcrops provide opportunities for refuging, enabling the persistence of populations adapted to this environment. For conservation strategies, it is highly recommended that D. excelsa be preserved in situ, in any location, since it has a unique identity wherever it is found. Except for a small population, all others are in unprotected areas, including in urban areas, which makes their conservation even more challenging. The peculiar environment in which this species is found contributes to the evolution of other rare and endemic species, showing the great importance of Pantanal landscapes for conservation purposes.

Submitted by Jos? Henrique Henrique (jose.neves@ufvjm.edu.br) on 2017-08-31T20:02:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) denise_souza_batista.pdf: 2389253 bytes, checksum: 7d5cc01bdcaca35f20d644bb71a22d7e (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2017-09-04T17:18:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) denise_souza_batista.pdf: 2389253 bytes, checksum: 7d5cc01bdcaca35f20d644bb71a22d7e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-04T17:18:29Z (GMT). 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Nas parcelas, todos os indiv?duos com altura maior ou igual a um metro foram mapeados, o padr?o de distribui??o espacial foi avaliado utilizando a fun??o K de Ripley. O m?todo de Sturges foi utilizado para defini??o do n?mero de classes diam?tricas e de altura. As an?lises de solos avaliaram: pH, teores de P, K+, Ca2+, Mg2+ e Al3+; acidez potencial (H+Al), CTC a pH 7,0 (T); CTC efetiva (t), soma de bases (SB), satura??o por bases (V%), satura??o por alum?nio (m%), areia (fina e grossa), silte, argila e equivalente de umidade (EU). Para anatomia foliar foram estimados a ?rea foliar e cortes anat?micos foliares (fotomicrografias). Para cada imagem foram mensurados os par?metros anat?micos: espessura da cut?cula, da epiderme (nas faces adaxial e abaxial), do par?nquima pali??dico e lacunoso, da extens?o da bainha voltada para o feixe vascular (hipoderme), da hipoderme voltada para fenda e altura da fenda estom?tica. O material coletado para a nutri??o foliar e de raiz foi processado e determinados os nutrientes: N; P; K+; Ca2+; Mg2+; Zn2+; Fe2+; Mn2+; Cu; C; H+ e Al3+. O fluor?metro port?til modulado MINI-PAM, foi utilizado para fazer as medi??es pontuais das vari?veis: fotorrespira??o e rendimento qu?ntico efetivo. Nas quatro ?reas foram levantadas o total de 2542 indiv?duos com a seguinte distribui??o: 158 indiv?duos na ?rea CRQ1, 682 na ?rea CRQ2, 39 em CRF1e 1663 em CRF2. A fun??o K de Ripley calculada para as quatro ?reas rejeitaram a hip?tese de completa aletoriedade espacial, demonstrando, no geral, um padr?o de distribui??o agregado. A estrutura diam?trica e de altura das quatro ?reas seguem um aumento gradativo da frequ?ncia de indiv?duos nas quatro primeiras classes, exceto para ?rea CRF1. As an?lises de solos demonstram baixa fertilidade e textura arenosa com baixa capacidade de reten??o de umidade, al?m de toxidade por metais como: Mn2+ e Al3+, para as ?reas CRF2 e CRQ2, respectivamente. H? uma similaridade na organiza??o estrutural da anatomia foliar, nas quatro popula??es, com caracter?sticas t?picas de esp?cies de ambientes xerom?rficos, como: presen?a de cut?cula espessa, fibras subepid?rmicas, hipoderme aqu?fera e sistema vascular bem desenvolvidos, al?m de fendas estom?ticas. Em termos nutricionais a esp?cie apresenta baixos n?veis de requerimentos, foram observados altos concentra??es de metais pesados (Mn2+ e Al3+) nas folhas e ra?zes da esp?cie. As vari?veis ambientais: altitude, temperatura, umidade relativa do ar e radia??o influenciam diretamente na atividade de fotoss?ntese que ? complexa e sujeita a influ?ncias regulat?rias, internas e ambientais. Foram observadas caracter?sticas funcionais como plasticidade representada pela resposta morfo-anat?mica e ecofisiol?gica nesta esp?cie. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Ci?ncia Florestal, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2016. / The objective of this work is to understand the ecological processes that guide the spatial distribution and vegetative structure of the species Vellozia ramosissima and also to analyze leaf anatomy, nutrition and ecophysiology, interrelated with soil analysis, to recognize the plasticity of this species in Areas of Quartzite Rock Complexes (CRQs) and Ferruginous Complexes (CRFs). Data collection was based on the sampling of a 50x50 m plot in four areas in Rock Complexes: two areas located in quartzitic outcrops and two in ferruginous outcrops. In the plots, all individuals with height greater than or equal to one meter were mapped, the spatial distribution pattern was evaluated using the Ripley's K function. The Sturges method was used to define the number of diametric and height classes. Soil analyzes evaluated: pH, levels of P, K+, Ca2+, Mg2+ and Al3+; Potential acidity (H + Al), CTC at pH 7.0 (T); effective CTC (t), base saturation (SB), base saturation (V%), saturation by aluminum (m%), sand (fine and coarse), silt, clay and moisture equivalent (EU). Leaf anatomy and foliar anatomical sections (photomicrographs) were estimated for leaf anatomy. For each image, the anatomical parameters were measured: cuticle thickness, epidermis (on the adaxial and abaxial sides), palisade and lacunar parenchyma, extension of the sheath facing the vascular bundle (hypodermis), hypodermis facing the Stomatal cleft. The material collected for leaf and root nutrition was processed and the nutrients determined: N; P; K+; Ca2+; Mg2+; Zn2+; Fe2+; Mn2+; Cu; C; H+ and Al3+. The portable MINI-PAM modulating fluorometer was used to make point measurements of the variables: photorespiration and effective quantum yield. In the four areas, a total of 2.542 individuals with the following distribution were surveyed: 158 individuals in the CRQ1 area, 682 in the CRQ2 area, 39 in CRF1 and 1663 in CRF2. The Ripley's K function calculated for the four areas rejected the hypothesis of complete spatial randomness, generally showing an aggregate distribution pattern. The diameter and height structure of the four areas follow a gradual increase of the frequency of individuals in the first four classes, except for CRF1 area. Soil analyzes show low fertility and sandy texture with low moisture retention capacity, as well as toxicity by metals such as: Mn2+ and Al3+, for the areas CRF2 and CRQ2, respectively. There is a similarity in the structural organization of the leaf anatomy, in the four populations, with typical characteristics of species of xeromorphic environments, such as: presence of thick cuticle, subepidermal fibers, well developed hypodermis and vascular system, and stomatal cracks. In nutritional terms, the species presented low levels of requirements, high concentrations of heavy metals (Mn2+ and Al3+) were observed in the leaves and roots of the species. The environmental variables: altitude, temperature, relative air humidity and radiation directly influence the activity of photosynthesis that is complex and subject to regulatory, internal and environmental influences. Functional characteristics were observed as plasticity represented by the morpho-anatomical and echophysiological response in this species.

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A disserta??o foi estruturada em tr?s cap?tulos, sendo o primeiro uma revis?o de literatura, com intuito de retratar os temas abordados na disserta??o. No segundo, avaliou-se o espa?amento de plantio para Vellozia ramosissima e Pseudobombax campestre no modelo de plantio em Leque, visando gerar conhecimento sobre o manejo dessas esp?cies resgatadas na reintrodu??o a ambientes degradados. Para tal depositou-se sobre uma pilha de est?ril de canga ferruginosa uma camada de topsoil associado ? canga ferruginosa, onde foi instalado o experimento em delineamento sistem?tico tipo ?Leque?, conforme o modelo (IA) proposto por Nelder (1962), em que se avaliou oito espa?amentos de plantio, variando de 2 m?/planta a 9,3 m?/planta. As vari?veis analisadas foram o incremento em altura e di?metro de P. campestre, al?m da sobreviv?ncia de V. ramosissima e P. campestre aos quatro, oito e doze meses ap?s o replantio. Para avaliar os melhores tratamentos foram realizadas an?lises de vari?ncia (ANOVA) a 5% de signific?ncia. Para a sobreviv?ncia realizou-se o teste n?o-param?trico de Kruskal-Wallis a 5% de signific?ncia. As duas esp?cies estudadas apresentaram nos per?odos avaliados sobreviv?ncia acima de 80%. O incremento em altura e di?metro de P. campestre foi crescente ao longo do per?odo avaliado, apresentando uma m?dia geral 34,3 cm e 16,6 mm, respectivamente, durante os doze meses ap?s o replantio. Ressalta-se que os espa?amentos de plantio testados para as esp?cies deste estudo n?o apresentaram diferen?as significativas para todas as vari?veis analisadas. O terceiro cap?tulo teve como objetivo avaliar o potencial do uso da camada superficial de solo ?topsoil? associado ? canga ferruginosa, como alternativa na recomposi??o da cobertura vegetal de uma pilha de est?ril de canga ferruginosa. A comunidade regenerante foi amostrada aos 10 e 18 meses, ap?s a deposi??o do topsoil. Assim, determinou-se a densidade de plantas, composi??o e diversidade flor?stica, al?m de avaliar a din?mica de popula??es e cobertura do solo. A cobertura vegetal proveniente do topsoil ao final do per?odo avaliado apresentou um total de 19.485 indiv?duos pertencentes a 26 fam?lias com 82 esp?cies e seis morfoesp?cies. As fam?lias com maior n?mero de esp?cies foram Asteraceae (16), seguidas de Fabaceae (11) e Poaceae (8). A cobertura m?dia do solo na ?rea experimental foi de 58%, ap?s 18 meses. A utiliza??o do topsoil mostrou-se como uma t?cnica promissora e de extrema import?ncia na indu??o da restaura??o da pilha de est?ril de canga ferruginosa, uma vez que proporcionou a regenera??o natural, recomposi??o da vegeta??o com esp?cies aut?ctones, crescimento satisfat?rio dos indiv?duos e r?pida cobertura do solo ao longo do per?odo avaliado. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Ci?ncia Florestal, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2015. / This work aimed at generating knowledge on the application of different techniques in the restoration of degraded environments due the iron mining. The master's thesis was structured into three chapters, where the first is a literature review which portrays the issues addressed in the thesis. In the second chapter we evaluated the planting spacing for Vellozia ramosissima and Pseudobombax campestre in fan-shaped planting model, aiming at generating knowledge on the management of the two species when reintroduced in degraded environments. For this purpose we deposited on a pile of sterile ferruginous yoke one topsoil layer associated with the ferruginous yoke, where we conducted the experiment in a fan-shaped systematic design, according to the model (IA) proposed by Nelder (1962), in which were evaluated eight planting spacings ranging from 2 m?/plant to 9.3 m?/plant. We analyzed as variables the increase in height and diameter of P. campestre and the survival of V. ramosissima and P. campestre in the fourth, eighth, and twelveth months after replanting. In order to evaluate the best treatments we performed variance analysis (ANOVA) at 5% significance level. For survival we used the nonparametric Kruskal-Wallis test at 5% significance level. Both the studied species showed survival above 80% in the evaluated periods. The increment in height and diameter of P. campestre was increasing over the studied period, presenting an overall average of 34.3 cm and 16.6 mm, respectively, during the twelve months after replanting. We point out that the plant spacings for the species tested in this study presented no significant differences for all variables. The third chapter aimed at evaluating the potential use of the surface layer of "topsoil" associated with ferruginous yoke, as an alternative in the vegetation cover restoration of a waste pile of ferruginous yoke. The regenerating community was sampled in the 10th and 18th months after the deposit of topsoil. Therefore, we determined the plant density, the composition and the floristic diversity, and we also evaluated the dynamics of populations and soil coverage. The vegetation provided by the topsoil by the end of the studied period showed a total of 19,485 individuals which belong to 26 families with 82 species and six morphospecies. The families with the highest number of species were Asteraceae (16), followed by Fabaceae (11), and Poaceae (8). The average coverage of the soil in the experimental area was 58% after 18 months. The use of topsoil was shown as a promising and extremely important technique in inducing the restoration of the waste pile of ferruginous yoke, once it provided natural regeneration, vegetation restoration with native species, satisfactory growth of individuals, and quick soil coverage over the studied period.