Made available in DSpace on 2014-07-29T16:23:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Natalia_Torres_.pdf: 1724419 bytes, checksum: 79787de18f11d3cfcea9e5275d3f7129 (MD5) Previous issue date: 2010-11-19 / Recently, Species Distribution Modelling (SDM) has been widely used as base for several types of analyses, including evaluations of climate changing impact on species distribution and conservation strategies settlement. This methodology enables the prediction of potential geographic distribution based on species ecological requirements, extrapolating data from known occurrences to unknown areas. There is a wide variety of methods which presents different capabilities to synthesize the significant relationships between species data and the environmental variables used as preditors. These variations are consequences of a series of factors that influence model s performance, such as species characteristics, the kind and quantity of data available, and the scale of the analyses. In this study we adopted the jaguar as a model to evaluate eleven SDM. It was evaluated the spatial autocorrelation effects between presence records on model s performance, and the relationship between environmental suitability obtained through these methods and jaguar population density. The obtained results were used as a basis for the evaluation of jaguar conservation topics, including analyses of how global climate changing and land use predictions will affect its distribution and evaluation of protected areas system in maintaining suitable areas for species occurrence in the future. It was demonstrated that depending on the model applied, the species data amount can be more influential than the spatial autocorrelation between presence points, and that the expected positive relationship between model-based suitability estimate and jaguar density was found only for four SDM, but always with a low coefficient of determination showing a weak data fitness. The analyses also showed that suitability values inside protected areas are greater than expected by null model, and this difference tend to increase with the global climate change scenario evaluated, demonstrating that it is not expected that environmental suitable areas for jaguars will shift out from the existing protected areas. Considering future predictions, the main conclusion is that some regions which must go through an environmental suitability increase for jaguar occurrence in the future will be converted from natural vegetation to agricultural land, indicating that the opportunities for jaguar s effective conservation actions are daily becoming more restricted, in such a way that the calling for a proactive conservation approach is urgent. / Recentemente, a Modelagem de Distribuição de Espécies (SDM) tem sido amplamente utilizada como base para diversos tipos de análises, incluindo avaliações do impacto de mudanças climáticas na distribuição das espécies e estabelecimento de estratégias de conservação. Essa metodologia possibilita a predição da distribuição geográfica potencial com base nos requerimentos ecológicos dos organismos, extrapolando para áreas desconhecidas a partir de pontos conhecidos. Existe uma grande variedade de métodos que diferem quanto à sua habilidade de sintetizar relações significativas entre a ocorrência das espécies e as variáveis ambientais preditivas adotadas. Essas diferenças se devem a uma série de fatores que influenciam o desempenho desses modelos, como por exemplo, as características da espécie, o tipo e quantidade de dados disponíveis e a escala das análises. Neste trabalho, adotamos a onça-pintada como espécie modelo para a avaliação de onze métodos de SDM. Foram analisados os efeitos da autocorrelação espacial entre pontos de presença na performance dos modelos, e avaliada a relação entre estimativas de adequabilidade climática obtidas por esses métodos e dados de densidade populacional de onça-pintada. Os resultados obtidos serviram como base para a avaliação de aspectos da conservação da espécie, incluindo análises de como mudanças climáticas globais e do uso do solo afetarão a sua distribuição e avaliação da eficiência do sistema de áreas protegidas em manter áreas adequadas para a ocorrência da espécie no futuro. Foi demonstrado que dependendo do método, a quantidade de dados da espécie pode influenciar mais os resultados do que a própria autocorrelação espacial entre os pontos de presença, e que a relação positiva esperada entre a adequabilidade climática e densidade populacional foi encontrada para apenas quatro dos métodos, mas sempre com fraco ajuste dos dados. De acordo com as análises, as áreas protegidas apresentam maior adequabilidade do que o esperado se elas fossem aleatoriamente selecionadas, e a eficiência dessas não será comprometida no futuro em relação à manutenção dessa adequabilidade. Em termos de predições futuras, a principal conclusão é que algumas das regiões que devem passar por um incremento da adequabilidade climática para a onça-pintada no futuro serão convertidas de ambientes naturais para agricultura ou pastagem, demonstrando que as oportunidades para ações efetivas de conservação da onça-pintada estão a cada dia se tornando mais restritas, sendo urgente a necessidade de estratégias pró-ativas de conservação da espécie.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Knowing the distributional patterns and the mechanisms that lead to the actual levels of diversity and richness is a challenge given the ecosystems threats. Understanding how the threats coming from the human actions can affect this diversity is the key to protect ecosystems and species. This study toward (i) investigate the richness distribution patterns of the genus Aegla in four freshwater ecoregions in South America, as well as (ii) the mechanisms that lead to that distribution, and (iii) the human influences in these freshwater ecosystems. The study area comprised four freshwater ecoregions: Upper Uruguay, Low Uruguay, Laguna dos Patos, and Tramandaí-Mampituba. Through data from five scientific collections, UFRGS, UFSM, FZB-RS, PUC-RS, and URI-Erechim, we compiled 30 species of Aegla. We associated the species distribution in four ecoregions to the distributional patterns, conservation status, environmental and spatial variables, rugosity, and land cover. The protected area network not effectively protects the aquatic ecosystems. The species richness is associated to average values of rugosity. Finally, the species occurrence areas exhibit land cover categories of agriculture and urban areas. We consider the levels of endemism inside the protected area network are key factor to conservation of aquatic ecosystems. Historic process linked to the river network formation, in a spatial context, is an important approach to understand the distributional pattern of some freshwater groups. These patterns are associated to spatial questions, following the increasing of agriculture and urban lands, are committing the diversity in freshwater environments. / Conhecer os padrões de distribuição e os mecanismos que levam aos níveis de diversidade e riqueza atuais são desafios dado à ameaça dos ecossistemas. Entendermos como as ameaças oriundas das ações do homem podem impactar essa diversidade é a chave para conservarmos ecossistemas e espécies. Esse estudo teve como objetivo (i) investigar os padrões de distribuição da riqueza do gênero Aegla em quatro ecorregiões de água doce da América do Sul, bem como, (ii) quais os mecanismos que levaram a tal distribuição, e por fim, (iii) a influência das ações do homem nos ecossistemas de água doce. A área de estudo compreendeu quatro ecorregiões de água doce: Alto Uruguai, Baixo Uruguai, Laguna dos Patos e Tramandaí-Mampituba. Através de registros de cinco coleções científicas, UFRGS, UFSM, FZB-RS, PUC-RS e URI-Erechim, obtivemos dados de 30 espécies do gênero Aegla. Padrões de distribuição, status de conservação, variáveis ambientais e espaciais, rugosidade e cobertura do solo foram analisadas e associadas à distribuição das espécies nas ecorregiões. Ficou claro que a rede de unidades de conservação não protege efetivamente os ecossistemas aquáticos. Por sua vez, a riqueza de espécies está associada a valores médios de rugosidade do relevo. E, finalmente, as áreas de ocorrência das espécies apresentaram cobertura do solo com áreas agrícolas e urbanas. Considerarmos os níveis de endemismos dos grupos nas redes de unidades de conservação é um fator chave para proteção efetiva dos ecossistemas aquáticos. Processos históricos ligados à formação das redes de rios, no contexto espacial, é a chave para entendermos padrões de distribuição de alguns grupos de água doce. Esses padrões de distribuição associados às questões espaciais, ligados ao crescente aumento das áreas de agricultura e urbana, estão comprometendo a diversidade de ambientes dulcícolas.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2014-11-11T12:06:48Z No. of bitstreams: 2 Tese Geiziane Tessarolo - 2014.pdf: 5275889 bytes, checksum: fb092b496eb6eae85e89c28d423c44d9 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-11-17T15:10:55Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese Geiziane Tessarolo - 2014.pdf: 5275889 bytes, checksum: fb092b496eb6eae85e89c28d423c44d9 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-17T15:10:55Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese Geiziane Tessarolo - 2014.pdf: 5275889 bytes, checksum: fb092b496eb6eae85e89c28d423c44d9 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-04-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Aim Species Distribution Models (SDM) can be used to predict the location of unknown populations from known species occurrences. It follows that how the data used to calibrate the models are collected can have a great impact on prediction success. We evaluated the influence of different survey designs and their interaction with the modelling technique on SDM performance. Location Iberian Peninsula Methods We examine how data recorded using seven alternative survey designs (random, systematic, environmentally stratified by class and environmentally stratified using p-median, biased due to accessibility, biased by human density aggregation and biased towards protected areas) could affect SDM predictions generated with nine modelling techniques (BIOCLIM, Gower distance, Mahalanobis distance, Euclidean distance, GLM, MaxEnt, ENFA and Random Forest). We also study how sample size, species’ characteristics and modelling technique affected SDM predictive ability, using six evaluation metrics. Results Survey design has a small effect on prediction success. Characteristics of species’ ranges rank highest among the factors affecting SDM results: the species with lower relative occurrence area (ROA) are predicted better. Model predictions are also improved when sample size is large. Main conclusions The species modelled – particularly the extent of its distribution – are the largest source of influence over SDM results. The environmental coverage of the surveys is more important than the spatial structure of the calibration data. Therefore, climatic biases in the data should be identified to avoid erroneous conclusions about the geographic patterns of species distributions. / Aim Species Distribution Models (SDM) can be used to predict the location of unknown populations from known species occurrences. It follows that how the data used to calibrate the models are collected can have a great impact on prediction success. We evaluated the influence of different survey designs and their interaction with the modelling technique on SDM performance. Location Iberian Peninsula Methods We examine how data recorded using seven alternative survey designs (random, systematic, environmentally stratified by class and environmentally stratified using p-median, biased due to accessibility, biased by human density aggregation and biased towards protected areas) could affect SDM predictions generated with nine modelling techniques (BIOCLIM, Gower distance, Mahalanobis distance, Euclidean distance, GLM, MaxEnt, ENFA and Random Forest). We also study how sample size, species’ characteristics and modelling technique affected SDM predictive ability, using six evaluation metrics. Results Survey design has a small effect on prediction success. Characteristics of species’ ranges rank highest among the factors affecting SDM results: the species with lower relative occurrence area (ROA) are predicted better. Model predictions are also improved when sample size is large. Main conclusions The species modelled – particularly the extent of its distribution – are the largest source of influence over SDM results. The environmental coverage of the surveys is more important than the spatial structure of the calibration data. Therefore, climatic biases in the data should be identified to avoid erroneous conclusions about the geographic patterns of species distributions.

Orientador: Luís Felipe de Toledo Ramos Pereira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T11:16:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_IgorSoaresde_D.pdf: 4104401 bytes, checksum: 76046f01be0657270cbc44223cd762b9 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: As mudanças climáticas possuem potencial para alterar o funcionamento dos ecossistemas através da extinção de espécies e das conexões entre a biota e o ambiente, alterando os padrões aos quais estamos acostumados e exigindo adaptação. As alterações climáticas terão como uma de suas consequências a elevação oceânica, que pode redesenhar as costas de todos os continentes terrestres e afetar a biota associada. Nesse contexto, sobressaem-se os anfíbios como um grupo sensível que sofre diversas pressões e apresenta declínios populacionais, se destacando como vertebrados mais ameaçados da atualidade, com diversas espécies pouco conhecidas. Sendo assim, nesse trabalho analisamos múltiplos efeitos que dificultam a conservação dos anfíbios. Avaliamos os potenciais efeitos das mudanças climáticas e da elevação oceânica sobre os anfíbios com distribuição costeira. Também desenvolvemos um índice para classificar espécies com dados insuficientes com a finalidade de oferecer uma alternativa para a busca de informações para esses taxa e mudar sua classificação atual. Por fim, analisamos a disponibilidade histórica de clima adequado para uma linhagem endêmica do fungo quitrídio em busca de padrões que pudessem explicar sua distribuição e raridade atuais. Utilizamos ferramentas como modelos de distribuição de espécies e sistema de informação geográfica em busca de respostas às nossas questões. Nossos resultados corroboram as mudanças climáticas como um fenômeno com potencial devastador e alertam para potenciais perigos da elevação oceânica. Além disso, nosso índice para espécies deficientes em dados pode auxiliar a direcionar esforços em busca de novas informações. Por fim, nossas análises com relação ao fungo quitrídio corroboram a hipótese de endemismo para a linhagem Bd-Brazil e também evidenciam hábitat adequado passado para o Bd-GPL. Além disso, verificamos baixa sobreposição de nicho climático entre essas duas linhagens, indicando possibilidade de competição. Assim, esperamos que nossos resultados tenham contribuído para o conhecimento de múltiplas ameaças à conservação dos anfíbios e sirvam para direcionar futuros estudos / Abstract: Climate change has the potential to change ecosystem functioning through species extinction and disrupting connection between biota and environment, thus changing natural patterns and requiring adaptation. One certain consequence of climate change is the sea level rise, which is expected to redraw coastal shorelines worldwide and broadly affect coastal-associated biota. In this context, amphibians represent a sensitive group under several current pressures, exhibiting population decline, highlighted as the most current threaten vertebrates on Earth, and also, with several "data deficient" species. Thus, herein we analyzed multiple effects that hamper amphibian conservation. We evaluated potential climate change effects and sea level rise on amphibians with coastal distribution. Also, we developed an index to classify data deficient species in order to offer an alternative further research of such species to gather sufficient information to change their current status. Finally, we analyzed historical availability of suitable habitat for and endemic lineage of the chytrid fungus searching for patterns that explain its current distribution and rarity. We used tools as species distribution models and geographic information system to answer our questions. Our results corroborate climate change as a potentially devastating phenomena and we stress potential threatens derived from sea level rise. Moreover, the index we developed for data deficient species seems to work properly and may drive further effort in searching for further information for those species. Finally, our analyzes related to the chytrid fungus supported the hypothesis of endemism of Bd-Brazil, and also showed past environmental suitability for Bd-GPL. In addition, we verified low environmental niche overlap these two lineages, indicating possibility of competition. Thus, we expect our results may improve current knowledge about multiple threats to amphibian conservation, as well as, they may be used to guide further research / Doutorado / Ecologia / Doutor em Ecologia

Orientador: Célio F.B. Haddad / Resumo: Na última década houve um grande desenvolvimento nos Modelos de Distribuição de Espécies (MDE), com diversas aplicações na conservação da biodiversidade. No entanto, apesar dos avanços recentes, a seleção de variáveis preditoras tem sido relativamente negligenciada na construção dos MDE. Este procedimento deveria ser um dos passos cruciais do processo de modelagem, já que as variáveis preditoras estão relacionadas diretamente à capacidade dos modelos de capturar os requisitos ambientais das espécies. Neste contexto, os anfíbios são excelentes organismos modelo para avaliar a importância da seleção de variáveis preditoras ecologicamente significativas no MDE. Isto pode trazer avanços para a biogeografia e biologia da conservação, uma vez que os anfíbios são usados como bioindicadores da qualidade ambiental e da integridade de hábitat. A presente tese de doutorado teve como objetivo principal verificar o efeito da utilização de variáveis preditoras ecologicamente significativas no processo de modelagem dos anfíbios e posteriormente aplicar parte deste conhecimento na comunidade de anfíbios do Estado de São Paulo, visando verificar o potencial desta metodologia para identificar áreas de alto valor de riqueza de anfíbios e verificar também o potencial de invasão de Eleutherodactylus jonhstonei, uma espécie de anfíbio invasora registrada para o Estado de São Paulo. No primeiro capítulo avaliamos a importância da seleção de variáveis essenciais ao MDE usando os anfíbios como estudo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the last decade there has been a great development in the Species Distribution Models (SDM), with several applications in conservation planning. However, despite recent advances, the selection of predictor variables has been relatively neglected in the construction of SDM. This methodological approach should be one of the critical steps of the modeling process, as the predictor variables are directly related to the ability of models to capture the environmental requirements of the species. In this context, amphibians are excellent model for assessing the importance of selecting ecologically meaningful variables in the SDM. This methodology may lead to advances in biogeography and conservation biology, since amphibians are used as bioindicators of environmental quality and habitat integrity. The aim of the work was to verify the effect of the use of ecologically meaningful variables in the amphibian modeling process and to apply part of this knowledge to the amphibian community of São Paulo state, checking the potential of this methodology to identify areas of high amphibian richness value and to verify the potential invasion of Eleutherodactylus jonhstonei, an invasive amphibian species registered in São Paulo state. In the first chapter we evaluated the importance of selecting essential variables in SDM using amphibians as a case study. The second chapter deals specifically with the amphibian modeling protocol of São Paulo state. The central focus of this chapter has been... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:21:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Faleiro Frederico Dissertacao.pdf: 1687158 bytes, checksum: e1a8a44e89beea38d1a839934c890e56 (MD5) Previous issue date: 2012-03-28 / The human actions has triggered many threats to biodiversity like land-use and climate changes, overexploitation, pollution, and introduction of invasive species, which can affect organisms both at local and global scale. The science of spatial conservation prioritization emerged as a quantitative approach to support the spatial decisions in face of these threats, while minimizing the socioeconomic and political conflicts. Here we developed spatial solutions to the conservation of non-flying mammals from Brazilian Cerrado considering the socioeconomic costs and the opportunities of environmental governance (first objective). Further, we generated solutions to face the land-use and climate change taking into account the dispersal abilities of species and uncertainties in the species distribution modeling (SDM) process (second objective). We considered the current network of reserves of the Cerrado in both objectives. We built SDMs for 154 species combining model projections weighted by their statistical fit to produce consensus maps of species distribution grouped in three distinct types of models (envelope, statistical and machine-learning models), for both current future scenarios of climate (used only in the last aim). For the first goal, we used the current predicted distribution to run spatial prioritization analyses indicating the best sites for the conservation investment considering human population density, land cost, anthropogenic land use, level of environmental governance, and the distribution of species in trade-off analyses. For the second goal, we used both current and future predicted distribution to run optimization procedures and propose priority sites for conservation, while minimizing species climate-forced dispersal distance , the mean uncertainty associated to the SDM process, and taking into account the future changes in the landscape (by our land use model). SDMs indicated that species-rich sites converge to regions with high population density, high land cost, high anthropogenic land use, and with diverse levels of environmental governance. There was a significant change in spatial priorities when socioeconomic and political dimensions were included in analyses: top priority sites moved towards the north. This spatial change reduced by 68% the potential conservation conflicts with human population, by 72% the likely conflicts arising from land cost and by 68% anthropogenic land use. It also increased by 51% the beneficial effect of environmental governance. Including land-use changes and the modeling uncertainty in the conservation planning process changed significantly the spatial distribution of priority sites in the region. While the inclusion of land-use models altered the spatial location of priority sites at the regional scale, the effects of climate change tended to take place at the local scale. Note that, our solutions already include possible dispersal corridors linking current and future priority sites for mammal conservation, as well as a formal risk analysis based on planning uncertainties. Our results allowed dealing with both complex nature of conflicts among socioeconomic and political dimensions, and the dynamic problem imposed mainly by land-use and climate change. Thus, our analyses figure as a methodological prospect supporting the decision-make process and the consequent translation of conservation planning outcomes into conservations actions / As ações humanas têm desencadeado diversas ameaças a biodiversidade como as mudanças de uso do solo e do clima, sobre-exploração, poluição e introdução de espécies invasoras, que afetas os organismos da escala local até a global. A ciência da conservação espacial para conservação emergiu como uma abordagem quantitativa que tem o objetivo de auxiliar escolhas espaciais que lidem com essas ameaças enquanto minimizam conflitos socioeconômicos e políticos. Aqui nós desenvolvemos soluções espaciais para conservação de mamíferos não voadores do Cerrado considerando os custos socioeconômicos e as oportunidades vindas da governança ambiental (primeiro objetivo). Além disso, nós geramos soluções espaciais que lidem com as mudanças do uso do solo e climáticas levando em consideração as capacidades de dispersão das espécies e as incertezas associadas ao processo de modelagem de distribuição de espécies (MDE) (segundo objetivo). Em ambos objetivos nós consideramos a atual rede de reservas do Cerrado. Nós modelamos a distribuição de 154 espécies combinando as projeções dos modelos e pesado pelo ajuste estatístico para produzir os mapas consenso de distribuição das espécies, agrupados em três distintos tipos de modelos (modelos de envelope, estatísticos e de inteligência artificial), para a atualidade e projetados para o futuro (usado apenas no último objetivo). Para o primeiro objetivo, nós usamos as predições da atual distribuição das espécies para realizar as análises de priorização espacial, indicando os melhores locais para investimento considerando a densidade humana, custo da terra, uso do solo antropogênico, nível de governança ambiental e a distribuição das espécies na perspectiva da análise de demandas conflitantes. Para o segundo objetivo, nós usamos a distribuição atual e futura das espécies para realizar o procedimento de otimização e propor locais para conservação que minimizem os efeitos da dispersão induzida pelas mudanças climáticas, incertezas associadas ao processo MDE e considerando as futuras mudanças na paisagem (através do nosso modelo de uso do solo). A MDE indicou que locais ricos em espécies convergem para locais com alta densidade populacional, alto custo de terra, alta proporção de uso do solo voltado para atividades humanas e diversos níveis de governança ambiental. Houve significativas mudanças nas prioridades espaciais quando as dimensões socioeconômicas e políticas foram incluídas nas análises, fazendo que os locais prioritários mudassem para o norte. Essa mudança espacial reduziu em 68% de potenciais conflitos com população humana, em 72% de conflitos de custo da terra, em 68% de conflitos com o uso do solo antropogênico e 51% de aumento dos possíveis benefícios da governança ambiental. Quando incluímos as mudanças de uso de solo e a incerteza da modelagem no processo de planejamento, os locais prioritários mudaram significativamente na região. Enquanto a inclusão das mudanças no uso do solo alterou a localização espacial dos locais prioritários em escala regional, os efeitos da mudança climática tenderam a ocorrem em escala local. Note que nossas soluções já incluíram possíveis corredores de dispersão para ligação entre as atuais áreas prioritárias com aquelas importantes no futuro, tão bem quanto a análise de risco baseado nas incertezas do planejamento. Nossos resultados permitiram lidar tanto com a complexa natureza dos conflitos entre dimensões socioeconômicas e políticas quanto com problema dinâmico imposto principalmente pelas mudanças do uso do solo e climáticas. Assim, nossas análises auxiliam metodologicamente a dar suporte no processo de tomada de decisão e a consequente tradução dos resultados de planejamentos de conservação em ações de conservação