O mapeamento da estrutura florestal em escala de paisagem nos permite avaliar como as florestas respondem aos impactos da ação humana e a mudanças nas condições ambientais. Neste contexto, a tese tem como objetivo elaborar modelos de estimativa de biomassa acima do solo e fechamento de dossel utilizando imagens de satélite, em diferentes estágios de sucessão de Mata Atlântica localizada em área com complexidade topográfica. Para alcançar este objetivo geral, temos dois objetivos específicos: (1) avaliar o efeito da geomorfologia na modelagem da biomassa florestal e fechamento do dossel; (2) analisar os resultados das estimativas considerando diferentes estágios de sucessão florestal e testar o efeito da radiação solar direta sobre o fechamento do dossel. Primeiro, sumarizamos os mais frequentes temas ecológicos e métodos utilizados na literatura ligados a modelagem de estrutura florestal por meio do sensoriamento remoto. Subsequentemente, utilizamos dados de campo e imagens de satélite (LANDSAT TM e ALOS AVNIR-2) para estimar biomassa e fechamento do dossel. Utilizamos modelo digital de elevação como fonte de informação geomorfológica. Foram encontradas melhores estimativas de biomassa e fechamento do dossel quando integramos as imagens de satélite com uma variável geomorfométrica secundária do relevo (Fator de iluminação), que é baseada no ângulo de incidência da radiação solar sobre faces de morros. O índice \"solo/vegetação\", elaborado no presente estudo, apresentou melhores estimativas de fechamento do dossel quando comparado com a performance de diferentes índices de vegetação. A biomassa estimada pelas imagens possibilitou a diferenciação entre diferentes estágios de sucessão florestal / Mapping forest structure in landscape scale enables the evaluation of how forested areas respond to human impact and environmental conditions. In this context, the thesis aims to evaluate modeling approaches to estimate forest aboveground biomass and canopy closure with satellite images in different successional forest stands located at a rugged terrain region. Towards that goal, the specific objectives are: (1) to evaluate the effect of topographic features in the remotely sensed biomass and canopy closures estimations; (2) to analyze the modeled data over different successional stands of Atlantic Rainforest and test the effect of the annual direct sunlight in the forest canopy closure. First, we summarize the most frequent ecological inferences discussed in the literature and the methods used about forest structure modeling by using remote sensing data. Afterward, ground biophysical forest data and satellite images (LANDSAT TM and ALOS AVNIR-2) were used to estimate biomass and canopy closure. The modeling approach includes topographic features derived from digital elevation model. Our results show improved biomass and canopy closure estimates when the modeling includes satellite data interacting with a secondary geomorphometric variable (the Illumination Factor), that is based on direct solar beam angle. The soil/vegetation index, suggested in the present study, showed a better performance when compared with other vegetation index to estimate canopy closure. The modeled biomass shows evident biophysical distinction among different forest succession stages

No description available.

The carbon fixation potentials from some forest species from Seasonal Deciduous Forest, in Santa Tereza, RS, were studied. Based on the biomass accumulation data, which were sampled through the cut of five individuals of each specie, distributed in the diameter variation from each one and segregated in five different fractions (leaves, live branches, dead branches, bark and wood) and its respective amount of organic carbon, obtained through laboratorial analysis; as well as the in growth evaluations from the arboreous individuals with Circunference at Breast Height Q 10 cm, done in 1996, 1999 and 2003, in permanent plots; models were elaborated to describe the carbon accumulation for seven arboreous species. For Matayba eleagnoides, the selected models for carbon amount description were: C=b0+b1.hc 2 (leaves), C=b0+b1.hc 2+ b2 1/1,3-d (branches), C=b0+b1.d (barks) and C=b0+b1.d2 (live branches and wood). For Machaerium stiptatum: lnCf=b0+b1.d2hc (leaves); lnCgv=b0+b1.d2+b2.1/d2 (live branches), Cc=b0+b1.ht 2 (barks) and Cm=b0+b1.ht+b2.ht 2+b3.1/ht (wood). For Trichilia claussenii: C=b0+b1.d (leaves and barks), lnCgv=b0+b1.d (live branches) and lnCm=b0+b1.1/d2 (wood). For Allophilus edulis: Cf=b0+b1.d3 (leaves), Cgv=b0+b1.d (live branches), Cgm=b0+b1.1/hc 2 (dead branches); Cc=b0+b1.d2 (barks) and Cm=b0+b1.d+b2.d2 (wood). For Campomanesia xanthocarpa: Cf=b0+b1.d3 (leaves), lnCgv=b0+b1.d2+b2.hc 2+b3.1/hc (live branches), lnC=b0+b1.1/d2 (barks and wood). For Gymnanthes concolor: Cf=b0+b1.d3 (leaves), lnCgv=b0+b1.d2+b2.1/d2+b3.1/hc 2 (live branches), Cc=b0+b1.1/d2 (barks) and Cm=b0+b1.d2 (wood). For Trichilia elegans: Cf=b0+b1.hc (leaves), Cgv=b0+b1.1/1,3-d+b2.1/1,3-hc (live branches) and Cm=b0+b1.d3 (wood). Based on these models, the carbon accumulation was estimated (kg ha-1) in different fractions, for Matayba elaeagnoides: 6,1; 256,4; 20,0; 203,7; 1389,8 and 1876,0, respectively, for leaves, live branches, dead branches, bark, wood and total biomass For Machaerium paraguariense, in 1,2; 41,1; 16,5; 143,8 and 202,6, respectively, without dead branches in this specie. For Trichilia claussenii, in 96,8; 192,1; 33,1; 347,6 and 669,6, respectively, without dead branches. For Allophilus edulis, in 58,5; 527,2; 78,6; 133,8; 1995,0 and 2793, 1, respectively. For Campomanesia xanthocarpa in 27,2; 567,6; 55,0; 670,5 and 1320,3, respectively, without dead branches. For Gymnanthes concolor, in 9,9; 38,2; 5,0; 45,8 and 98,9, respectively, without dead branches. For Trichilia elegans, in 24,9; 95,9; 151,4; 471,0 and 743,2, respectively, also without dead branches. The species totalized, in Secondary Forest, 7,7 Mg ha-1 of carbon in the biomass; the accumulation decreases in the following way: : Allophilus edulis, Matayba elaeagnoides, Campomanesia xanthocarpa, Trichilia elegans, Trichilia claussenii, Machaerium paraguariense and Gymnanthes concolor. The biomass fractions that compose the studied species showed a preferential accumulation in the following sequence: wood>live branches>barks>leaves>dead branches. The species that showed the higher amounts of carbon in the leaves were Matayba elaeagnoides and Trichilia claussenii. For dead and live branches, also Matayba elaeagnoides. For bark was Trichilia elegans. For wood there were not statistical differences among the amounts of carbon. The carbon accumulation varied a lot in function of the input taxes and also the mortality of the species, during the evaluation period and also as a function of the individuals growth and consequently change in diameter class. / Estudou-se a dinâmica do carbono orgânico na biomassa acima do solo, de espécies arbóreas componentes de floresta secundária em uma região de Floresta Estacional Decidual, em Santa Tereza, RS. Com base em dados de acúmulo de biomassa, os quais foram coletados através do abate de cinco indivíduos de cada espécie, distribuídos na variação de diâmetros de cada uma das mesmas e segregadas em cinco diferentes frações (folhas, galhos vivos, galhos mortos, casca e madeira) e dos seus respectivos teores de carbono orgânico, obtidos em análise laboratorial; bem como em avaliações de crescimento dos indivíduos arbóreos com Circunferência à Altura do Peito Q 10 cm, realizadas nos anos de 1996, 1999 e 2003, em parcelas permanentes, elaborou-se modelos para descrever o acúmulo de carbono para sete espécies arbóreas. Para Matayba elaeagnoides, os modelos selecionados para a descrição da quantidade de carbono foram: C=b0+b1.hc 2 (folhas), C=b0+b1.hc 2+ b2 1/1,3-d (galhos mortos), C=b0+b1.d (cascas) e C=b0+b1.d2 (galhos vivos e madeira). Para Machaerium paraguariense: lnCf=b0+b1.d2hc (folhas); lnCgv=b0+b1.d2+b2.1/d2 (galhos vivos), Cc=b0+b1.ht 2 (cascas) e Cm=b0+b1.ht+b2.ht 2+b3.1/ht (madeira). Para Trichilia claussenii: C=b0+b1.d (folhas e cascas), lnCgv=b0+b1.d (galhos vivos) e lnCm=b0+b1.1/d2 (madeira). Para Allophilus edulis: Cf=b0+b1.d3 (folhas), Cgv=b0+b1.d (galhos vivos), Cgm=b0+b1.1/hc 2 (galhos mortos); Cc=b0+b1.d2 (cascas) e Cm=b0+b1.d+b2.d2 (madeira). Para Campomanesia xanthocarpa: Cf=b0+b1.d3 (folhas), lnCgv=b0+b1.d2+b2.hc 2+b3.1/hc (galhos vivos), lnC=b0+b1.1/d2 (cascas e madeira). Para Gymnanthes concolor: Cf=b0+b1.d3 (folhas), lnCgv=b0+b1.d2+b2.1/d2+b3.1/hc 2 (galhos vivos), Cc=b0+b1.1/d2 (cascas) e Cm=b0+b1.d2 (madeira). Para Trichilia elegans: Cf=b0+b1.hc (folhas), Cgv=b0+b1.1/1,3-d+b2.1/1,3-hc (galhos vivos) e Cm=b0+b1.d3 (madeira). Com base nestes modelos, estimou-se o acumulo final de carbono (kg ha-1), nas diferentes frações, para Matayba elaeagnoides em 6,1; 256,4; 20,0; 203,7; 1389,8 e 1876,0, respectivamente, para folhas, galhos vivos, galhos mortos, casca, madeira e biomassa total. Para Machaerium paraguariense, em 1,2; 41,1; 16,5; 143,8 e 202,6, respectivamente, sem ocorrer galhos mortos nesta espécie. Para Trichilia claussenii, em 96,8; 192,1; 33,1; 347,6 e 669,6, respectivamente, sem galhos mortos. Para Allophilus edulis, em 58,5; 527,2; 78,6; 133,8; 1995,0 e 2793,1, respectivamente. Para Campomanesia xanthocarpa em 27,2; 567,6; 55,0; 670,5 e 1320,3, respectivamente, sem galhos mortos. Para Actinostemon concolor, em 9,9; 38,2; 5,0; 45,8 e 98,9, respectivamente, sem galhos mortos. Para Trichilia elegans, em 24,9; 95,9; 151,4; 471,0 e 743,2, respectivamente, também sem a ocorrência de galhos mortos. As espécies citadas totalizaram, na floresta secundária, 7,7 Mg ha-1 de carbono na biomassa, com o acúmulo sendo decrescente, da seguinte forma: Allophilus edulis, Matayba elaeagnoides, Campomanesia xanthocarpa, Trichilia elegans, Trichilia claussenii, Machaerium paraguariense e Gymnanthes concolor. As frações componentes da biomassa das espécies estudadas apresentaram acúmulo preferencial de carbono da seguinte forma: madeira>galhos vivos>cascas>folhas>galhos mortos. As espécies que apresentaram maiores teores de carbono nas folhas foram Matayba elaeagnoides e Trichilia claussenii. Para galhos vivos e mortos foi novamente Matayba elaeagnoides. Para casca foi Trichilia elegans. Para madeira não ocorreram diferenças estatísticas entre os teores de carbono. O acúmulo de carbono variou muito em função das taxas de ingresso e mortalidade das espécies, no decorrer do período de avaliação, mas também em função do crescimento dos indivíduos e da conseqüente mudança de classe de diâmetro.

A mineração é uma das atividades antrópicas mais impactantes aos recursos naturais, e que pode afetar profundamente a resiliência dos ecossistemas em função do elevado nível de degradação do solo e da paisagem. Diante disso, muitas áreas mineradas não são efetivamente recuperadas a ponto de restabelecer parte relevante da biodiversidade e dos serviços ambientais perdidos com a mineração. No entanto, novos métodos de restauração ecológica têm gerados resultados promissores mesmo em situações de degradação tão intensa como as de mineração, o que permitiria rever os níveis mínimos de qualidade ambiental exigidos de áreas que foram mineradas e que precisam passar por um processo de recuperação como forma de mitigação dos impactos causados e cumprimento de demandas legais de compensação ambiental. Assim, o objetivo geral desse estudo é avaliar a recuperação física, química e microbiológica do solo em áreas de mineração de bauxita em processo de recuperação ambiental. Avaliamos inicialmente a restauração do solo em minas de bauxita localizadas em Poços de Caldas-MG, tendo como objetivo contextualizar a melhoria do solo através de vários parâmetros químicos, físicos e microbiológicos em áreas recém-mineradas, em restauração de diferentes idades e remanescentes de floresta nativa. Encontramos que a restauração florestal foi eficiente em desencadear um processo de recuperação do solo, que resultou no restabelecimento, em poucos anos, de características químicas, físicas e microbiológicas já bem similares às do ecossistema de referência. Em seguida, avaliamos a recuperação dos teores de fósforo no solo pela restauração de florestas tropicais em minas de bauxita, e obtivemos como principais resultados a recuperação de importantes frações de P no solo, parte relevante da produção de serapilheira e da estrutura da floresta ao longo da trajetória sucessional nas jovens áreas restauradas após a mineração. A restauração ecológica mostrou-se capaz de restaurar rapidamente importantes atributos do solo, evidenciando o potencial da abordagem de restauração ecológica para mitigar os impactos ambientais negativos da mineração. Dessa maneira, destaca-se que políticas públicas voltadas para a mitigação de danos ambientais causados pela mineração podem exigir níveis mais elevados de qualidade ambiental em áreas de recuperação de minas, protegendo os interesses coletivos envolvidos na mediação de interesses entre empresas e sociedade. / Mining is one of the human activities with the highest impact in natural resources. It can profoundly affect the resilience of ecosystems due to the high level of soil degradation and landscape alteration. Thus, many mined areas are not effectively recovered enough to restore important part of biodiversity and ecosystem services lost. However, new ecological restoration methods showed promising results even in such intense degradation situations such as mining. Thus, it is needed to review the minimum levels of environmental quality required for areas that have been mined and need to recovered to mitigate the impacts and compliance with legal demands of environmental compensation. Thus, the general objective of this study is to evaluate the physical, chemical and microbiological soil in bauxite mining areas under ecological restoration. We initially evaluated soil restoration in bauxite mines located in the county of \"Poços de Caldas\", aiming to contextualize soil improvement through various chemical, physical and microbiological parameters in newly mined areas, restoration of different ages and remaining native forest. We found that forest restoration was effective in triggering a soil recovery process, which resulted in the recuperation, in a few years, of the chemical, physical and microbiological characteristics already very similar values to the references. We then evaluated the recovery of soil phosphorus for the restoration of tropical forests in bauxite mines, and obtained as main results the recovery of important fractions of soil P, litter production and forest structure along the successional trajectory in young restored areas after mining. Ecological restoration proved to be able to quickly restore important soil properties, showing the potential of ecological restoration approach to mitigate the negative environmental impacts of mining. Thus, it is emphasized that public policies to mitigate environmental damage caused by mining may require higher levels of environmental quality in mining recovery areas, protecting the collective interests involved in the mediation of interests between business and society.

O mapeamento da estrutura florestal em escala de paisagem nos permite avaliar como as florestas respondem aos impactos da ação humana e a mudanças nas condições ambientais. Neste contexto, a tese tem como objetivo elaborar modelos de estimativa de biomassa acima do solo e fechamento de dossel utilizando imagens de satélite, em diferentes estágios de sucessão de Mata Atlântica localizada em área com complexidade topográfica. Para alcançar este objetivo geral, temos dois objetivos específicos: (1) avaliar o efeito da geomorfologia na modelagem da biomassa florestal e fechamento do dossel; (2) analisar os resultados das estimativas considerando diferentes estágios de sucessão florestal e testar o efeito da radiação solar direta sobre o fechamento do dossel. Primeiro, sumarizamos os mais frequentes temas ecológicos e métodos utilizados na literatura ligados a modelagem de estrutura florestal por meio do sensoriamento remoto. Subsequentemente, utilizamos dados de campo e imagens de satélite (LANDSAT TM e ALOS AVNIR-2) para estimar biomassa e fechamento do dossel. Utilizamos modelo digital de elevação como fonte de informação geomorfológica. Foram encontradas melhores estimativas de biomassa e fechamento do dossel quando integramos as imagens de satélite com uma variável geomorfométrica secundária do relevo (Fator de iluminação), que é baseada no ângulo de incidência da radiação solar sobre faces de morros. O índice \"solo/vegetação\", elaborado no presente estudo, apresentou melhores estimativas de fechamento do dossel quando comparado com a performance de diferentes índices de vegetação. A biomassa estimada pelas imagens possibilitou a diferenciação entre diferentes estágios de sucessão florestal / Mapping forest structure in landscape scale enables the evaluation of how forested areas respond to human impact and environmental conditions. In this context, the thesis aims to evaluate modeling approaches to estimate forest aboveground biomass and canopy closure with satellite images in different successional forest stands located at a rugged terrain region. Towards that goal, the specific objectives are: (1) to evaluate the effect of topographic features in the remotely sensed biomass and canopy closures estimations; (2) to analyze the modeled data over different successional stands of Atlantic Rainforest and test the effect of the annual direct sunlight in the forest canopy closure. First, we summarize the most frequent ecological inferences discussed in the literature and the methods used about forest structure modeling by using remote sensing data. Afterward, ground biophysical forest data and satellite images (LANDSAT TM and ALOS AVNIR-2) were used to estimate biomass and canopy closure. The modeling approach includes topographic features derived from digital elevation model. Our results show improved biomass and canopy closure estimates when the modeling includes satellite data interacting with a secondary geomorphometric variable (the Illumination Factor), that is based on direct solar beam angle. The soil/vegetation index, suggested in the present study, showed a better performance when compared with other vegetation index to estimate canopy closure. The modeled biomass shows evident biophysical distinction among different forest succession stages

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study was conducted in an area of Stational Deciduous Alluvial Forest, which was abandoned and isolated, located in the Colônia State Park in the municipality of Agudo, Rio Grande do Sul State, Brazil. The main objective was to analyze the physiognomy and the influence of environmental variables, in order to assess the dynamics in the forest during a year (2011-2012) and to identify potential species for ecological restoration. This dissertation was divided in two studies, with specific goals to characterize the forest in terms of floristic composition, ecology, structure, dynamics and group formations (Study 1), and the characterization of morphological, chemical and physical variables of the soil, and their relationships with the vegetation distribution (Study 2). To this end, 19 sampling units were allocated, with dimensions of 10 m x 10 m, in which the vegetation was sampled in four classes of inclusion (Regeneration 1 = DAS ≤ 1 cm; Regeneration 2 = 1 cm ≤ CAP ≥ 5 cm; Arboreal 1 = 5.1 cm ≥ CAP ≤ 14.9 cm; Arboreal 2 = CAP ≥ 15 cm), also where environmental variables were characterized. In the floristic composition, 63 species were identified belonging to 27 families and seed dispersal of zoochory type. The highest diversity was observed in the smallest classes of inclusion (R1 and R2), as well as the greater number of individuals and significant occupation by exotic species. Changes occurred in the community throughout the year, with evidences of the succession process of species, especially the Asteraceae and Escallonia bifida families. The mortality rate (9.5%) was higher than then recruitment rate (6.3%). The Two-Way Indicator Species Analysis revealed the species Sebastiania commersoniana, Eugenia uniflora, Myrsine umbellata and Asteraceae family as natural regeneration indicators, and Escallonia bifida, Jacaranda micrantha and Eugenia uniflora as indicators of the arboreal stratum. Along with Casearia sylvestris, Allophyllus edulis, Prunus myrtifolia and Matayba elaeagnoides, such species were also significant in the phytosociological analysis, characterizing forest occupation and succession in the area. The soil in the sampling area is classified as Fluvic Neosol and sandy eutrophic Haplic Planosol. The soil showed high fertility and physical features characteristic of past agricultural use. Using a pre analysis of the principal component, the most significant species and variables were related by means of the Canonical Correspondence Analysis, which showed that the species are distributed on the basis of chemical variation considering P, Ca, Al, pH, base saturation, CTC and soil resistance to penetration. / O presente estudo foi realizado em uma área de Floresta Estacional Decidual Aluvial, que foi abandonada e isolada, no Parque Estadual Colônia localizado em Agudo, Rio Grande do Sul. O objetivo principal foi analisar a fisionomia e influência de variáveis ambientais, a fim de avaliar a dinâmica na floresta ao longo de um ano (2011 a 2012) e detecção de espécies potenciais à restauração ecológica. Esta dissertação foi dividida em dois estudos, com objetivos específicos de caracterizar a floresta quanto a composição florística, ecologia, estrutura, dinâmica e formação de agrupamentos (Estudo 1), além da caracterização de variáveis morfológicas, químicas e físicas do solo, e a relação destas com a distribuição da vegetação (Estudo 2). Para tanto, foram alocadas 19 unidades amostrais, com dimensões de 10 m x 10 m, nas quais foi amostrada a vegetação em quatro classes de inclusão (Regeneração1 = DAS ≤ 1cm; Regeneração2 = 1 cm ≥ CAP ≤ 5 cm; Arbóreo1 = 5,1 cm ≥ CAP ≤ 14,9 cm; Arbóreo2 = CAP ≥ 15 cm), onde também foi realizada a caracterização das variáveis ambientais. Na composição florística, foram encontradas 63 espécies pertencentes a 27 famílias e dispersão de sementes, em sua maioria, do tipo zoocórica. A maior diversidade foi verificada nas menores classes de inclusão (R1 e R2), bem como o maior número de indivíduos e expressiva ocupação por espécies exóticas. Ocorreram mudanças na comunidade ao longo do ano, com evidências do processo de substituição de espécies, especialmente das asteráceas e Escallonia bifida. A taxa de mortalidade (9,5%) foi superior ao ingresso (6,3%). A análise de agrupamento revelou as espécies Sebastiania commersoniana, Eugenia uniflora, Myrsine umbellata e asteráceas como indicadoras da regeneração natural e Escallonia bifida, Jacaranda micrantha e Eugenia uniflora como indicadoras do estrato arbóreo. Junto com Casearia sylvestris, Allophyllus edulis, Prunus myrtifolia e Matayba elaeagnoides, tais espécies também foram expressivas na análise fitossociológica, caracterizando a ocupação e sucessão florestal na área. A caracterização dos solos da área amostral resultou na classificação de duas classes, sendo elas o Neossolo Flúvico e Planossolo Háplico Eutrófico arênico. O solo apresentou elevada fertilidade e características físicas condizentes com o uso agrícola pretérito do local. Utilizando uma pré Análise de Componentes Principais, as espécies e variáveis mais significativas foram relacionadas, por meio da Análise de Correspondência Canônica, onde foi possível observar que as espécies distribuem-se em função da variação química considerando preferencialmente o fósforo, pH, cálcio, alumínio, saturação por bases, CTC e da resistência do solo à penetração.

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Forests in the southern United States with diverse forest ownership entities are facing threats associated with climate change and natural disturbances. This study represented the relationship between climate and species dominance, predicted future species distribution probability under a changing climate, and projected forest dynamics under ownership-based management regimes. Correlative statistics and mechanistic modeling approaches are implemented. Temporal scale includes the recent past 40 years and the future 60 years; spatial scale downscaled from southern United States to the coastal region of the northern Gulf of Mexico. In the southern United States, dominance of four major pine species experienced shifts from 1970 to 2000; quantile regression models built on the relationships among pine dominance and climatic variables can be used to predict future southern pine dominance. Furthermore, multiple climate envelope models (CEMs) were constructed for nineteen native and one invasive tree species (Chinese tallow, Triadica sebifera) to predict species establishment probabilities (SEPs) on the various land types from 2010 to 2070. CEMs achieved both predictive consistency and ecological conformity in estimating SEPs. Chinese tallow was predicted to have the highest invasionability in longleaf/slash pine and oak/gum/cypress forests during the next 60 years. Forest dynamics, in the coastal region, was projected by linking CEMs and forest landscape model (LANDIS) to evaluate ownership-based management regimes under climate change and natural disturbances. The dominance of forest species will diminish due to climate change and natural disturbances at both spatial scales—in the coastal region and non-industrial private forest (NIPF). No management on NIPF land was predicted to substantially increase the ratio of occupancy area between pines and oaks, but moderate and intensive management regimes were not significantly different. Pines are expected to be more resistant than oaks by maintaining stable age structures, which matched the forest inventory records. Overall, this study projected a future of southern forests on climate-species relationship, invasion risks, and forest community dynamics under multiple scenarios in the United States. Such knowledge could assist forest managers and landowners in foreseeing the future and making effective management prescriptions to mitigate potential threats.

<p>This study is part of an ongoing project established in 2007 as an emerald ash borer (<em>Agrilus planipennis</em>) trapping study. The primary objective of this thesis was to assess how forests have changed following the loss of ash over a 15-year period, from 2007 to 2022. The study aimed to answer three key questions: 1) How has the loss of ash affected the regeneration and recruitment patterns of ash and other tree species? 2) Which specific species are driving forest regeneration and recruitment in the absence of ash? 3) Can the data be used to predict future changes in forest composition following the loss of ash? To achieve these objectives, I conducted analyses of 44 forests representing 19 different forest types in Indiana, Michigan, and Ohio. Forest composition was examined at the overstory, midstory and understory levels to capture the overall impact of ash loss on forest regeneration and succession. Despite the decline or total loss in overstory ash, ash regeneration continued at most sites from 2017 to 2022. However, ash regeneration was not observed at 15 sites, and competition from established shade-tolerant species, such as red maple and American elm, was identified as a primary factor hindering ash recruitment. The loss of ash did not lead to significant changes in forest types. Forest types at all sites remained stable, with only minor shifts in dominant species. Tree species that were already present in the overstory filled the space left by the lost ash, thereby maintaining the existing forest types. In terms of driving species, my findings demonstrated a rapid increase in red maple dominance across all sites, particularly in the absence of ash. Red maple exhibited vigorous growth, suggesting it plays a crucial role in shaping future forest composition following ash loss. Other species, including black cherry, American elm, and American basswood, also contributed to forest regeneration, with some sites showing a shift toward a higher abundance of these species. Although the loss of ash has led to changes in forest composition, existing species have shown resilience and adaptability in filling the niche left by the lost genus. The long-term effects of emerald ash borer infestation on forest ecosystems are complex and multifaceted. This study provides insights into the regeneration and recruitment patterns of ash and other tree species following ash loss. The data suggest that while forests have experienced loss of ash, the remaining understory and midstory individuals of this species may contribute to future overstory recruitment. Furthermore, the dominance of red maple highlights its potential as a key driver of forest composition in the wake of ash loss. </p>

Grandes mamíferos herbívoros exercem papel fundamental para a função e estrutura dos ecossistemas terrestres, através principalmente da herbivoria e da deposição de fezes e urina, que influenciam a germinação e crescimento de plantas, a composição e diversidade de comunidades vegetais, a ciclagem e translocação de nutrientes, o estoque de carbono e a freqüência de distúrbios como o fogo. Entretanto, em florestas tropicais, o papel de grandes mamíferos herbívoros foi pouco estudado até o momento. De acordo com a Teoria de Forrageio Ótimo, a seleção de recursos alimentares é resultado do balanço entre o ganho energético e o gasto com a procura, captura e ingestão do alimento. Na escala da paisagem, um dos processos que pode gerar manchas com diferentes qualidades nutricionais para herbívoros é a sucessão da vegetação. Estádios iniciais de sucessão, por serem dominados por espécies de plantas de baixa estatura e crescimento rápido, com folhas tenras, alto conteúdo de nitrogênio, poucos compostos secundários e mais palatáveis, deveriam ser preferidos por grandes mamíferos herbívoros. No entanto, para herbívoros podadores, que incluem frutos na dieta, a disponibilidade destes itens, que são mais nutritivos que a folhagem, deve também influenciar o forrageio. Neste trabalho investigamos como varia a intensidade de forrageio e a deposição de fezes por Tapirus terrestris entre estádios sucessionais, visando contribuir para o entendimento do papel do maior herbívoro terrestre sul-americano para a regeneração da floresta e a translocação de nutrientes. Investigamos se T. Terrestris forrageia mais intensamente em manchas de vegetação em estádios mais iniciais de sucessão, se esta preferência é mais forte quando não há a oferta de um recurso alimentar muito nutritivo, os frutos de cambuci (Campomanesia phaea), e se deposita maior quantidade de fezes onde forrageia mais intensamente e assim não transloca nutrientes. Para tanto, em uma paisagem de 20.000 ha de Floresta Atlântica contínua, foram alocados 12 sítios de amostragem em manchas com diferentes proporções de vegetação em estádios mais iniciais de sucessão. Em cada sítio, a amostragem foi realizada em quatro transecções perpendiculares de 160 m cada durante seis sessões entre março e agosto de 2011. A anta foi registrada através de armadilhas fotográficas e de rastros e fezes localizados e removidos no início e no final de cada sessão. Foram também quantificados a proporção das transecções ocupada por estádios iniciais de sucessão (estádios pioneiro, inicial e médio), o número de clareiras, e o número de pontos das transecções onde a densidade do sub-bosque, do estrato herbáceo e de árvores com DAP até 5 cm foi considerada alta ou muito alta. A frutificação do cambuci foi acompanhada ao longo do período de estudo, tendo sido registrada em metade das sessões de amostragem. Através da abordagem de seleção de modelos, comparamos um conjunto de modelos candidatos para três variáveis dependentes: (a) parâmetro abundância (&lambda;, interpretado como a intensidade de forrageio ao longo das sessões de amostragem) em modelos de abundância (que assumem que não há variações temporais na abundância), considerando apenas modelos simples com cada uma das variáveis explanatórias associadas à proporção de vegetação em estádios mais iniciais de sucessão; (b) número de setores com rastros (interpretado como a intensidade de forrageio dentro das sessões de amostragem) em modelos mistos (GLMMs), considerando estes mesmos modelos simples e mais um grupo de modelos compostos que incluem uma variável temporal relacionada à frutificação do cambuci; e (c) número total de fezes em modelos lineares (GLMs), considerando todos os modelos descritos anteriormente e um modelo com o número total de setores com rastros (interpretado como a intensidade de forrageio total). Nossos resultados indicam que, como esperado pela Teoria de Forrageio Ótimo, Tapirus terrestris seleciona manchas de vegetação em estádios mais iniciais de sucessão, particularmente áreas com maior densidade de árvores pequenas e com maior número de clareiras, e especialmente quando não há oferta de frutos de cambuci. Embora o número total de fezes seja melhor explicado pelo número total de setores com rastros, a relação do número total de fezes com a proporção de estádios iniciais tende a ser negativa, sugerindo que possa haver alguma translocação de nutrientes dos estádios jovens para os tardios. Embora inferências sobre o efeito de T. terrestris sobre a comunidade de plantas dependam de estudos complementares em escalas menores, nossos resultados sugerem que: a herbivoria afeta estádios iniciais de sucessão, onde pode resultar no aumento da diversidade de plantas; antas podem ser agentes de translocação de nutrientes de estádios ricos (iniciais) para aqueles onde nutrientes tendem a ser limitantes (tardios), e a espécie é um potencial agente dispersor do cambuci, espécie ameaçada de extinção / Large herbivorous mammals play a crucial role to the function and structure of terrestrial ecosystems, mainly through herbivory and deposition of dung and urine, which influence plant germination and growth, composition and diversity of plant communities, nutrient cycling and translocation, carbon storage and the frequency of disturbances such as fire. So far, however, the role of large herbivorous mammals in tropical forests has been poorly studied. According to the Optimal Foraging Theory, selection of food resources results from the balance between energy intake and costs to search, capture and ingest the food. At the landscape scale, a process that can generate patches with different nutritional quality for herbivores is vegetation succession. Early successional stages should be preferred by large herbivorous mammals because they are dominated by plant with low height and fast growth, with leaves that are tender, present high nitrogen content and few secondary compounds, and are more palatable. However, for herbivore browsers, which include fruits in their diet, the availability of these items that are more nutritious than foliage should also affect foraging. Here, we investigate how foraging intensity and dung deposition by Tapirus terrestris vary among successional stages, aiming at contributing to the understanding of the role of the largest South American terrestrial herbivore to forest regeneration and nutrient translocation. We investigated if T. terrestris forages more intensively in earlier successional stages, if this preference is stronger when there is no availability of a highly nutritious food resource, the fruits of cambuci (Campomanesia phaea), and if it deposits larger amounts of dung where it forages more intensively, not translocating nutrients. In a 20,000 ha landscape of continuous Atlantic Forest, we allocated 12 sampling sites in patches with different proportion of vegetation in early successional stages. At each site, samplings were conducted in four 160 m long perpendicular transects during six sessions between March and August 2011. Tapir were registered by camera traps and tracks and dung located and cleared at the beginning and end of each session. We also quantified the proportion of transects occupied by early successional stages (pioneer, initial, and mid stage), the number of gaps, and the number of points in transects where the density of the understory , of herbaceous vegetation and of trees with DBH up to 5cm was considered high or very high. The fruiting of cambuci was registered throughout the study period, and was recorded in half of the sampling sessions. Using a model selection approach, we compared a set of candidate models for three dependent variables: (a) the parameter abundance (&lambda;, interpreted as foraging intensity along sampling sessions) in abundance models (which assume no temporal variations in abundance), considering only simple models containing each of the explanatory variables associated with the proportion of earlier successional stages, (b) the number of transect sectors with tracks (interpreted as foraging intensity within sampling sessions) in mixed-effects models (GLMMs), considering these same simple models and a group of composite models that included a temporal variable related to cambuci frutification, and (c) the total number of dung piles in linear models (GLMs), considering all models described above and a model with the total number of transect sectors with tracks (interpreted as total foraging intensity). Our results indicate that, as expected by the Optimal Foraging Theory, Tapirus terrestris selects patches of vegetation in earlier successional stages, in particular areas with higher density of small trees and higher number of gaps, and especially when there is no availability of cambuci fruits. Although the total number of dung piles is better explained by the total number of transect sectors with tracks, the relationship between the number of dung piles and the proportion of earlier successional stages tends to be negative, suggesting that there may be translocation of nutrients from initial to later successional stages. Although conclusions on the effect of T. terrestris on plant communities depend on complementary studies at smaller scales, our results suggest that: herbivory affects early successional stages, where it can result in increased plant diversity; tapirs may act as agents of nutrient translocation from nutrient-rich stages (earlier) to those where nutrients tend to be limiting (later); and tapirs are a potential disperser of cambuci, an endangered plant species