O bioma Mata Atlântica é mundialmente reconhecido como uma das regiões de maior diversidade biológica do planeta, abrigando elevada riqueza de espécies e um elevado número de espécies endêmicas, se estendendo por cerca de 1.300.000 km2 ao longo da costa brasileira, entre as latitudes 3º e 33º S e longitudes 35º e 57º L. Como resultado do incremento das atividades humanas de uso da terra e, consequentemente, de ampla modificação da paisagem ao longo dos séculos, cerca de apenas 10-15% do bioma Mata Atlântica ainda se encontra em estado natural ou próximo ao natural, sendo considerados áreas prioritárias para conservação. Devido à grande variedade climática e geomorfológica, o bioma Mata Atlântica é um complexo mosaico de diferentes ecossistemas. Dentre estes, a floresta com Araucária (Floresta Ombrófila Mista), a floresta nebular (Floresta Ombrófila Densa Altomontana) e os campos de altitude ocupam as médias e altas altitudes da Serra do Mar, que se estende por cerca de 1000 km paralela à costa, do sul ao sudeste brasileiro. A distribuição da floresta com Araucária está relacionada ao clima úmido e relativamente frio, entre 400 e 1400 m s.n.m. no sul do Brasil e em fragmentos menores entre as altitudes de 1400 a 1800 m s.n.m. no Sudeste. Atualmente, está reduzida a não mais do que 7% da sua distribuição original. A floresta nebular se estende nas encostas do alto da Serra do mar, normalmente acima de 1100 m s.n.m. no Sul e acima de 1500 m s.n.m. no sudeste do Brasil, nos pequenos vales e sítios protegidos. Os campos de altitude são uma vegetação tipicamente herbácea, restrita aos cumes e picos da serra e aos platôs mais elevados. Estudos paleoecológicos demonstraram que, apesar deste mosaico de ecossistemas ter persistido durante o Holoceno, a perpetuação dos campos de altitude é muito frágil. Como a vegetação campestre se expande em condições climáticas mais frias e secas e parece ser adaptada ao fogo, sugere-se que a presente área de campos de altitude é maior do que esperada sobre as condições climáticas atuais, especialmente em locais mais quentes em altitudes mais baixas. Além disso, estudos de mudanças climáticas preveem um clima mais quente e úmido durante o século 21, que provavelmente irá intensificar a migração da floresta atlântica para maiores altitudes, em detrimento da vegetação campestre. Nesta pesquisa, as relações passadas e presentes do mosaico de campos de altitude e florestas altomontanas (floresta com Araucária e floresta Atlântica nebular) são exploradas por meio de análises palinológicas. Inicialmente, foi investigada a correlação atual entre cobertura vegetal e produção de pólen. Observou-se que os taxa arbóreos são superestimados no conjunto de pólen de campos de altitude, constituindo uma área muito maior de captação de pólen do que no conjunto de pólen arbóreos. Sendo assim, o conjunto de pólen que caracteriza a vegetação de campos de altitude apresenta uma grande proporção de taxa de vegetação arbórea. Posteriormente, um sedimento de quase 10.000 anos foi analisado, demonstrando que, apesar dos taxa representantes da floresta altomontana estarem presentes na região de estudo durante todo o Holoceno, a vegetação florestal expandiu majoritariamente durante o Holoceno Tardio. Até cerca de 1350 cal a AP, a vegetação de campos de altitude ocupava áreas mais extensas. Em geral, os resultados demonstraram que o aumento de temperatura e precipitação ao longo do Holoceno favoreceram a migração da floresta para altitudes mais elevadas. Além disso, a pesquisa indicou que o fogo já estava presente na região antes da chegada dos primeiros humanos no Sudeste do Brasil, implicando na adaptação da vegetação campestre ao fogo. Por último analisou-se a dinâmica da vegetação nos últimos sete séculos. Os resultados indicaram que interferências antropogênicas como fogo, pastoreio e exploração madeireira desempenharam um importante papel na relação campos-floresta na Serra do Mar do Sudeste do Brasil. Com base nestes estudos, sugere-se que a manutenção do mosaico de campos de altitude e floresta no clima presente e futuro depende tanto de um manejo ativo quanto da mudança de foco da conservação de ambientes florestais para ambientes campestres.

The aim of this thesis is to describe the changes of bird species diversity along elevation gradient on six mounts in Cameroon and nearby Bioko island. The results of the analyses confirm most of the defined hypotheses, especially they show that species diversity declines with altitude and rises with area. The absolutely highest diversity was detected on mount Kupé and mount Cameroon, but above 2100 m above sea level mounts Oku and Manenguba are the most diverse. Other analysis showed that the biggest changes in beta diversity of bird assemblages along altitudinal gradients are on the lowest elevational belts which are on the edges of a degraded habitats and continuous undisturbed forests. Other important changes in bird assemblages happen around altitude 1200 m, where the assemblages of lowland rainforest change to assemblages of mountain forest. Analyses of affinity of bird species to forest habitat showed that the most affined assemblages to the forest are those found on mounts Kupé and Rata. On the other hand bird assemblages on mounts Manenguba and Oku are the one of least affined to the forest biotope. Analysis of habitat generalism and specialism did not show the expected outcome and for clearer results the design of analysis needs to be improved. The results of this thesis contribute to a...

Impacts of land use and climate change in tropical forests on the global carbon budget are of principal interest in the recent research, as these forests amount to about 48 % of the world’s forested area. Interest has been focused on lowland tropical forests mainly, but tropical montane forests occupy about 20 % of all tropical forests. Soils of tropical montane forests are frequently waterlogged and characterised by high soil organic carbon stocks. Furthermore, along altitudinal gradients, changes in stand structure and net primary production can be observed that have not been fully explained yet. As causes reduced microbial activity and nitrogen turnover in soils of tropical montane forests have been suggested. Against the background of climate change, carbon turnover mechanisms in soils of these forests are of special interest. The present study therefore aimed at determining and quantifying relevant carbon and nitrogen pools as well as nitrogen mineralisation potentials. Furthermore, size, activity, and structure of microbial biomass were characterised. The collected data was supposed to provide basic knowledge on carbon and nitrogen cycling in tropical montane forest soils. Thus, evaluation of the susceptibility of their carbon stocks for climate change as well as nitrogen and carbon limitation of microbial organic matter decomposition was possible. Field work of this study was conducted during 2003–2005 at an altitudinal transect that in- cluded five study sites between 1 050 and 3 060 m amsl. Total soil respiration was recorded biweekly over two years, the contribution of roots to total soil CO2 efflux over one year. Soils of the study sites were sampled twice and biochemical and microbial parameters were determined.

Disturbance in a forest’s canopy, whether caused by treefall, limbfall, landslide, or fire determines not only the distribution of well-lit patches at any given time, but also the ways in which the forest changes over time. In this dissertation, I use a 25 year record of treefall gap formation find a novel and highly patterned process of forest disturbance and regeneration, providing a local mechanism by examining the factors that influence the likelihood of treefall. I then develop a stochastic cellular automaton for disturbance and regeneration based on the analysis of this long term data set and illustrate the potential of this model for the prediction and detection of patterned forest dynamics in general. Finally, I investigate the spatial structure of a population of one of the most common gap colonist species in this forest, Didymopanax pittieri, and illustrate the effect of local aggregation of treefalls and on the population dynamics of D. pittieri in the process.

No description available.

El sur de los Andes Ecuatorianos alberga una extraordinaria riqueza de especies. Muchos factores ambientales diferentes influyen entre sí en un espacio muy limitado y crean ecosistemas únicos y complejos. Sin embargo, esta área está altamente en peligro debido al creciente impacto humano a través de la intensificación del uso de la tierra y cambio global. Sólo poco se sabe acerca de la historia paleoecológica y dinámica del paisaje de esta zona. Sin embargo, la información acerca del por qué y cómo los ecosistemas han cambiado en el pasado es crucial para el desarrollo de estrategias innovadoras para la conservación y futuras predicciones del clima. En este estudio, presentamos los análisis palinológicos realizados en la región sur de los Andes Ecuatorianos, que ayudan aclarar los patrones y procesos de los ecosistemas presentes y pasados. El estudio paleoecológico de la cuenca volcánica Quimsacocha en la cresta oriental de la Cordillera Occidental revela cambios del clima, la vegetación y del régimen del fuego desde el período del Holoceno temprano. El Holoceno medio fue un período de severos cambios ambientales debido a un clima más seco y supuestamente más cálido en esta área. Durante el Holoceno tardío, varias fases cálidas y frías se indican en el registro. El fuego estuvo presente en la zona desde el Holoceno temprano y puede ser el primer signo del impacto humano. El análisis multivariado combinado con otros núcleos de sedimentos en el sur de los Andes Ecuatorianos reveló acontecimientos, en parte, contrastantes, los cuales supuestamente son debido a la heterogeneidad ambiental de los diferentes sitios. Por otra parte, un estudio de tres años entre la relación lluvia de polen actual – vegetación se llevó a cabo en la región del Parque Nacional Podocarpus, con el fin de comprender los patrones de dispersión de polen de los diferentes tipos de vegetación del bosque premontano, bosque montano bajo, bosque montano alto y páramo para crear una base más sólida para la interpretación de los datos de polen fósil. Una comparación entre la abundancia y los datos de presencia-ausencia a nivel de familia para el polen y la vegetación mostró que los patrones de diversidad, distribución y abundancia tienen una buena correspondencia el uno con el otro en ambos conjuntos de datos. Sin embargo, cantidades variables del polen transportado de larga distancia, la productividad desigual de polen de los diferentes taxones y los sistemas heterogéneos del viento impactan los patrones. Los análisis de las tasas de acumulación de polen indican poca variación interanual pero una alta variación espacial en los datos de polen. La evaluación de los dos diferentes tipos de trampa de polen utilizados con frecuencia en estudios palinológicos tropicales, la trampa Oldfield modificada y la trampa Behling, en comparación con muestras de suelo superficial y una trampa de referencia, mostró que en las muestras de suelo, los taxones con una exina frágil se representan en menor medida que en las trampas. Además, señaló que mientras que en el bosque, todos los tipos de trampas proporcionan resultados similares, la trampa Behling se debe preferir en el páramo, ya que resiste mejor a la alta radiación y periodos de sequía. Todos los análisis amplían el conocimiento preciso y completo de la dinámica de la vegetación de los Andes Tropicales en el espacio y el tiempo.

Mit zunehmender Meereshöhe werden die Wachstumsbedingungen in tropischen Bergregionen im Allgemeinen ungünstiger, was sich in einer sinkenden Nährstoffverfügbarkeit, sinkenden Temperaturen und sinkendem CO2-Partialdruck zeigt. In tropischen Bergregenwäldern führen verminderte Abbauraten in größeren Höhen einerseits zu dicken organische Auflageschichten und andererseits in Kombination mit verminderten Mineralisierungs- und Nitrifizierungsraten zu Veränderungen in der Verfügbarkeit der verschiedenen Stickstoffformen, und es gibt Nachweise einer Limitierung der Produktivität dieser Wälder durch Stickstoff. Auf welche Weise sich die Photosynthesekapazität (Amax) tropischer Bäume einerseits und die Stickstoffaufnahmekapazität und Präferenz für einzelne Stickstoffformen andererseits an die veränderten Umweltbedingungen entlang von Höhengradienten adaptieren ist nicht genau bekannt. Die vorliegende Untersuchung wurde in drei tropischen Bergregenwäldern durchgeführt, die entlang eines Höhengradienten auf 1000, 2000 und 3000 m ü. NN in Südequador liegen. Das Ziel war es, (1) die Photosynthesekapazität ausgewachsener tropischer Bäume entlang eines Höhengradienten mit Hilfe von Gaswechselmessungen zu bestimmen und die Effekte von Temperatur, CO2-Partialdruck und Nährstoffverfügbarkeit auf die Photosynthese zu quantifizieren und (2) Veränderungen in der Verwendung von Nitrat, Ammonium und organischen Stickstoffquellen durch tropische Waldbäume mit der Meereshöhe mittels einer Tracer-Untersuchung mit stabilen Isotopen an Jungpflanzen zu untersuchen. Mittelwerte der lichtgesättigten Photosyntheserate (Asat) auf Bestandeseben betrugen 8.8, 11.3 und 7.2 µmol CO2 m-2 s-1, die der Dunkelatmung (RD) 0.8, 0.6 und 0.7 µmol CO2 m-2 s-1 jeweils auf 1000, 2000 and 3000 m Meereshöhe, ohne einen signifikanten Höhentrend. Die Einordnung unserer Daten in den Kontext eines pantropischen Asat-Datensatzes von tropischen Bäumen (c. 170 Arten an 18 Standorten unterschiedlicher Meereshöhe) zeigte, dass das flächenbezogene Asat in tropischen Bergen im Mittel 1.3 µmol CO2 m-2 s-1 pro km Höhenzunahme abnimmt (bzw. 0.2 µmol CO2 m-2 s-1 pro K Temperaturabnahme). Die Abnahme von Asat trat auf, obwohl die Blattmasse je Fläche mit der Höhe zunahm. Eine verminderte Photosyntheserate und eine reduzierte Bestandesblattfläche bewirken gemeinsam eine Verringerung der Kohlenstoffaufnahme des Kronenraums mit der Meereshöhe in tropischen Bergregionen. Der Phosphorgehalt pro Blattmasse war der Faktor, der Amax entlang des Höhengradienten hauptsächlich beeinflusste, während die Effekte von Blattstickstoff, Temperatur und CO2-Partialdruck nicht signifikant waren. Amax erfuhr einen teilweisen und RD einen vollständigen homöostatischen Ausgleich als Reaktion auf die Verminderung von Temperatur und CO2-Partialdruck in größeren Höhen, was hauptsächlich durch eine stark reduzierte spezifische Blattfläche (SLA) und die daraus entstehende Zunahme von Blattstickstoff und -phosphor je Blattfläche bedingt war, während keine Zunahme der Karboxylierungseffizienz festgestellt wurde. Wir schlussfolgern, dass die Verminderung von SLA und Gesamtblattfläche mit der Meereshöhe die Kohlenstoffaufnahme von tropischen Wäldern in großen Meereshöhen deutlich stärker bestimmen als adaptive physiologische Modifizierungen des Photsyntheseapparates. Jungpflanzen von sechs Baumarten unterschieden sich hinsichtlich ihrer Präferenz für verschieden Stickstoffformen, allerdings schienen weder das Amonium- und Nitratvorkommen im Boden noch die Meereshöhe die Präferenz zu beeinflussen. Zwei Arten (jeweils die, mit den höchsten Wachstumsraten) bevorzugten Amonium gegenüber Nitrat, während die restlichen vier Arten Nitrat und Amonium mit ähnlichen Raten aufnahmen, wenn beide Stickstofformen verfügbar waren. Nach der Gabe von 15N13C-Glyzin zeigte sich bei drei Arten eine signifikante Akkumulierung von 13C in der Biomasse (zwei Arten mit arbuskulären Mykorrhiza und eine Art mit Ektomykorrhiza) zusätzlich zu einer signifikanten Akkumulierung von 15N, was darauf hindeutet, dass Bäume in tropischen Bergregenwäldern organische Stickstoffverbindungen unabhängig vom Typ ihrer Mykorrhizierung aufnehmen können.

Trembling aspen (Populus tremuloides Michx.) is one of the most common tree species in the boreal and temperate forests of North America. It grows on many different sites and associates with a variety of tree species. In BC, aspen is frequent throughout all submontane and montane continental forested zones. Relationships between environmental factors and forest productivity have been the subjects of many studies. Most of these studies, using various topographic, soil, physical and chemical properties as independent variables, had limited success in accounting for the variation in SI over a large geographic area. The objectives of this study were (1) to quantify relationships between aspen SI and environmental factors at two spatial scales, and (2) to develop predictive SI models from easily measurable environmental factors.

Zur Rekonstruktion der jungquartären Landschaftsentwicklung am Kilimanjaro werden Sedimente aus Paläoböden am Mt Kilimanjaro untersucht, um die lokale und regionale Ökosystem-, Klima-, Feuerdynamik in einem größeren Rahmen zu verstehen. Desweiteren soll die Reaktion der Ökosysteme auf Umweltveränderungen erforscht werden, um die Beziehungen verschiedener Ökosysteme und ihre Rolle hinsichtlich der Entwicklung von „Biodiversity Hot Spots“ in Ostafrika aufzudecken. Die Ergebnisse tragen zu einem besseren Verständnis der heutigen und zukünftigen Dynamik von Ökosystemen bei. Sie sind außerdem eine wichtige Grundlage im Naturschutz, da sie bedeutende Informationen für die Aufrechterhaltung und das Management der hohen Biodiversität in den ostafrikanischen Hochländern liefern. Die Durchführung von paläoökologischen Untersuchungen ist unerlässlich, da die Prozesse der Vergangenheit eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der Ökosysteme und Biodiversität spielen. Die vorliegende Arbeit erforscht die spätquartäre Vegetation-, Klima- und Feuerdynamik am Kilimanjaro, um das Verständnis der dortigen Ökosystem zu vertiefen. Sowohl Pollen als auch weitere Klima-Proxies von zwei Sedimentkernen werden analysiert, um die Vegetationsdynamik vom frühen Spätglazial bis heute zu rekonstruieren und die jeweiligen Einflußfaktoren aufzudecken. Die Ergebnisse vom Maundi Krater, welcher auf 2780 m Höhe am südostlichen Hang des Kilimanjaros gelegen ist, stellen eines der längsten, terrestrischen Klimaarchive im tropischen Ostafrika dar, und ermöglichen den Einblick in fast 100 000 Jahre Vegetations- und Klimageschichte. Das WeruWeru Paläobodenprofil aus dem montanen Waldgürtel am Kilimanjaro ermöglicht die detaillierte Rekonstruktion der Reaktionsdynamik der Vegetation auf Veränderungen in der Umwelt. Die Ergebnisse beider Untersuchungen zeigen, dass Klimaveränderungen zu einer Verschiebung der montanen Vegetationsgürtel entlang des Höhengradienten des Mt Kilimanjaro geführt haben. Das Pollenarchiv des WeruWeru Profils dokumentiert starke Veränderungen in den höchsten Vegetationgürteln, dem Erikagürtel und dem oberen montanen Wald. Trotz markanter Klimaveränderungen scheint Mt Kilimanjaro aber auch als eiszeitliches Refugium für Waldarten gedient zu haben. Feuerereignissen spielten hinsichtlich der Ausbildung des Erikagürtels eine entscheidende Rolle. Hinweise auf verstärkte menschliche Aktivitäten können an keinem der beiden Untersuchungsstandorte festgestellt werden. Die Pollenregen-Studie entlang des Höhengradienten am Kilimanjaro zeigt, dass es sehr entscheidend ist, die quantitative Beziehung zwischen Pollen-Niederschlag und moderner Vegetation zu untersuchen, um die Rekonstruktionen der Vergangenheit zu kalibrieren. Die Ergebnisse ermöglichen eine weitaus präzisere Interpretation der Vegetations- und Klimarekonstruktionen im tropischen Ostafrika.

No description available.