Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A savana (Lavrado) de Roraima ocupa 17% de seu território. Estas áreas apresentam um mosaico de vegetações e uma diversidade pedológica devido aos fatores de formação do solo. As formigas estão presentes praticamente em todos os ambientes terrestres e desempenham inúmeros papéis no ecossistema. O objetivo desta pesquisa foi avaliar as relações entre as características físicas e químicas do solo com as assembleias de formigas em uma área de savana próxima de Boa Vista, RR, situadas no Campus do Cauamé/UFRR. O trabalho foi desenvolvido nas 12 parcelas permanentes do Programa de Pesquisa em Biodiversidade (PPBio). Foram utilizadas duas técnicas de coleta (iscas e pitfalls), sendo instaladas10 subamostras em cada parcela, separadas 25 m uma da outra, totalizando 120 sub-amostras por método de coleta. Os pitfalls permaneceram em operação por 48 horas e as iscas ficaram expostas por 40 minutos. O material foi coletado e levado ao laboratório para identificação. Os dados químicos e físicos do solo foram obtidos através dos metadados disponíveis no site do PPBio. Adicionalmente foram coletadas as variáveis umidade e resistência a penetração (RP). Os dados das classes de solo foram obtidos de estudos detalhados do campus Cauamé. As assembleias de formigas foram ordenadas com base na presença/ausência dos indivíduos utilizando o escalonamento multidimensional não-métrico (NMDS). Para verificar a influencia das variáveis ambientais sobre a distribuição das formigas, foi realizada uma Analise Multivariada da Variância (MANOVA). A similaridade entre as técnicas de coleta foram analisadas com o teste de Mantel. Na área de estudo identificou-se cinco classes de solos, e nestas foram coletadas 8936 formigas distribuídas em 7 subfamílias, 22 gêneros e 49 espécies onde 39 são morfotipos. A espécie Kalathomyrmex emery foi registrada pela primeira vez para o estado de Roraima. Os gêneros mais abundantes ncontrados nas iscas foram Crematogaster (46,3%) e Camponotus (25,5%). A similaridade entre as técnicas pitfall e isca foi baixa (35%), porém o pitfall foi 92% similar as duas técnicas em conjunto. Dentre as variáveis ambientais testadas, verificamos que não houve diferença significativa em relação às classes de solo, umidade e pH com a distribuição das formigas, sendo que a argila foi à única variável que influenciou em sua distribuição. Os pitfalls podem ser o único método de coleta de formigas em áreas de savanas. A maior riqueza de espécies de formigas foi verificada no Latossolo Amarelo. O solo com menor riqueza foi o Gleissolo, porém, foi o que apresentou maior número de espécies exclusivas. / Savanna (Lavrado) of Roraima occupy 17% of its territory. These areas have a mosaic of vegetation and pedological diversity due to factors of soil formation. The ants are present in virtually all terrestrial environments, and playing numerous roles in the ecosystem. The objective of this research was to evaluate the relationships between the physical and chemical characteristics of soil with ant assemblages in a savanna area near Boa Vista, Roraima (Campus Cauamé/UFRR). The study was conducted in 12 permanent plots of the Biodiversity Research Program (PPBio). We used two techniques (baits and pitfalls), and 10 sub-samples from each plot, 25 m apart from each other, a total of 120 sub-samples using the method of collection. The pitfalls remained in operation for 48 hours and the baits were exposed for 40 minutes. The material was collected and taken to the laboratory for identification. The chemical and physical soils were obtained from the metadata available from the PPBio. Additionally we collected moisture content and resistance to penetration (RP). Data from the soil classes were obtained from detailed studies of Cauamé campus. Ant assemblages were sorted based on the presence / absence of individuals using non-metric multidimensional scaling (NMDS). To check the influence of environmental variables on the distribution of ants, we performed a Multivariate Analysis of Variance (MANOVA). The similarity between the techniques was analyzed with the Mantel test. In the study area were identified five classes of soil, and these were collected 8,936 ants distributed in 7 subfamilies, 22 genera and 49 species which are 39 morphotypes. The species Kalathomyrmex emery was first recorded for the state of Roraima. The most abundant genera were found in the bait Crematogaster (46.3%) and Camponotus (25.5%). The similarity between the techniques and bait pitfall was low (35%), but the pitfall was 92% similar the two techniques together. Among the environmental variables tested, we found that there was no significant difference in the classes of soil, moisture and pH with the distribution of ants, and the clay was the only variable that influenced the distribution of ants. The pitfalls may be the only method of collecting ants in savanna areas. The highest species richness of ants was found in the Yellow Latosol. And the soil with less wealth was the Gleysol, however, was the soil with the highest number of exclusive species.

A região do médio rio Araguaia está localizada em uma área de transição entre a Floresta Tropical e o Cerrado, região esta que vem sofrendo um intenso processo de desmatamento nas últimas décadas. Contudo, a quantificação e os impactos destas alterações são ainda pouco conhecidos. Portanto, este estudo teve como objetivo avaliar a dinâmica temporal das alterações na estrutura da paisagem na bacia do médio Araguaia, entre 1975 e 2007, e os fatores relacionados a estas alterações. O capítulo 1 apresenta uma contextualização científica desta pesquisa. Os outros 4 capítulos apresentam manuscritos que serão submetidos a publicação. O capítulo 2 analisa as alterações no uso e cobertura da terra na região do Parque Estadual do Cantão (Tocantins) para um período de 19 anos, entre 1981 e 2000. Nossos resultados mostraram que a redução da vegetação nativa e conseqüente aumento de áreas agropastoris está associada ao aumento da fragmentação. Observamos também uma baixa conversão da vegetação nativa no interior do parque. No entanto, estes baixos valores podem estar associados à localização da reserva, dentro da planície de inundação do rio Araguaia. O capítulo 3 mostra os resultados do mapeamento do uso e cobertura do solo para o médio Araguaia nos anos de 1975, 1985, 1996 e 2007. Para tal, foi utilizado o método de classificação híbrida. O mapeamento apresentou uma acurácia geral de 85%. A extensão da área perdida das três classes de cobertura nativa (floresta, cerrado aberto e cerrado stricto), ao longo destes 32 anos analisados, totaliza uma redução de 26% destas coberturas. Os resultados dos efeitos destas mudanças na estrutura e configuração da paisagem são apresentados no capítulo 4. A análise da composição mostrou que, áreas de floresta e cerrado stricto foram as mais afetadas pelas conversões. Em relação à configuração da paisagem, foi verificada uma considerável redução no tamanho do maior fragmento, principalmente de floresta, que foi acompanhado do aumento no número de pequenos fragmentos. Por sua vez, esta apresenta uma relação com o aumento da densidade de borda, diminuição das áreas centrais médias e aumento da distância entre os fragmentos, resultado que mostra um elevado índice de fragmentação da vegetação nativa remanescente. Por fim, no capítulo 5, apresentamos os resultados sobre os remanescentes de cobertura nativa em 2007. Dos 166 mil km² da área estudada, 86.808 km² eram de vegetação primária em 2007. Com isso foi realizada uma análise de regressão logística para identificar a influência da distância de estradas, distância de cidades, declividade do terreno, situação fundiária, fertilidade do solo e ocorrência de alagamento no processo de desmatamento. Valores significativos (p<0,05) mostram que o distanciamento de estradas e cidades, o aumento da declividade, a presença de unidades de conservação de proteção integral, terras indígenas, áreas alagáveis e áreas com baixa fertilidade apresentam influência positiva para a presença e manutenção de áreas primárias. A análise destes processos é muito importante para um melhor entendimento da dinâmica regional de uso do solo, além de fornecer informações de apoio para um planejamento regional mais eficiente e sustentável. / The central region of the Araguaia river basin encompasses a transition area between the Tropical Rain Forest and the Cerrado in Brazil. Despite of the fact that during the last four decades, this area has undergone an intense deforestation process, the quantification and impact of these changes are still unknown. Thus this study aimed to evaluate the dynamics of changes in landscape structure in the middle Araguaia river basin; and the driving factors of such changes.Chapter 1 of this thesis introduces the scientific contextualization of this research. The other 4 chapters present manuscripts to be submitted for publication. Chapter 2 analyzes the land use and land cover changes in the Cantão State Park region, Tocantins, for a period of 19 years, from 1981 to 2000. Our findings showed that the reduction of native vegetation and consequent increase of agricultural and pasture areas were related to the increase of fragmentation. We observed low conversion of native vegetation inside of the park area. However, these low rates of native vegetation losses may be associated with the geographical location of the reserve within the Araguaias floodplain.Chapter 3 present the results of the land use and land cover mapping of the middle Araguaia region for 1975, 1985, 1996 and 2007. To derive these maps, a hybrid classification method was implemented. The mapping showed an overall accuracy of 85%. The extent of native cover (forest, open cerrado and cerrado stricto) changes over the 32 years totalized a reduction of 26% of these land covers. The results of the effects of these changes in landscape structure and configuration were evaluated in Chapter 4. Our analysis of landscape composition showed that areas of forest and cerrado stricto were the most affected by conversions. Regarding the landscape configuration, there was a considerable reduction in the largest patch index, mainly of forest, which was followed by an increase in the number of small patches, which in turn was related to the increase of edge density, decrease of core areas and increase in the mean patch distance. These results indicate a high degree of fragmentation of remaining native vegetation.Finally, Chapter 5 analyzes the native vegetation cover remnants in 2007. Of the 166,000 km² of the study area, 86,808 km² were remnants of primary vegetation. Then, we performed a logistic regression analysis to identify the influence of distance from roads, distance from cities, slope, land tenure, fertility and the occurrence of flooding in the deforestation process. Significant values (p <0.05) for all variables were obtained, showing that the distance from roads and cities, slope increase, presence of conservation units, indigenous lands, wetlands and areas with low fertility have a positive influence for the presence and maintenance of primary vegetation. The analysis of these processes is very important for better understanding the regional dynamics of land use, and provide supporting information for a more efficient and sustainable regional planning.

Refazer ecossistemas de forma artificial representa um desafio de iniciar um processo de sucessão o mais semelhante possível aos processos naturais. A recuperação ambiental tem se baseado no modelo da silvicultura tradicional, plantandose árvores sob espaçamento 3 x 2 m, em área total, com altos insumos de implantação/manutenção, e gerando-se bosques desenvolvidos em altura, porém com baixa diversidade de formas de vida e regeneração. Técnicas nucleadoras de restauração formam microhabitats em núcleos propícios para a chegada de uma série de espécies de todas as formas de vida, que num processo de aceleração sucessional, irradiam diversidade por toda a área. As técnicas foram implantadas em áreas piloto de um hectare, denominadas “Unidades Demonstrativas” (UDs). As UDs foram montadas em Floresta Estacional Semidecidual (Capão Bonito-SP), Cerrado (Santa Rita do Passa Quatro-SP) e Restinga (Florianópolis-SC). Na primeira UD, com um ano de idade, as técnicas nucleadoras introduziram 1.603 mudas de 148 espécies nativas, dentre 84 espécies arbóreas (883 mudas), 12 arbustivas (124 mudas), 30 herbáceas (242 mudas), 20 trepadeiras (260 mudas) e 2 bromeliáceas (3 mudas), além de 94 mudas de hábito indeterminado. Entre as espécies, ocorreram 69 zoocóricas, 32 autocóricas e 29 anemocóricas, além de 21 plantas indeterminadas. Desconsiderando-se as 47 espécies arbóreas implantadas por mudas, houve introdução de: 25% de arbóreas, 8% de arbustos, 20% de ervas, 14% de lianas e 1% de bromeliáceas. Na UD de Cerrado, apesar de impactada por gado, aos dois anos de idade, foram introduzidos 354 indivíduos de 31 espécies nativas. Destas, 39% foram espécies arbóreas, 13% arbustivas, 16% herbáceas, 16% lianas e 16% indeterminadas. Foram registradas 35% de espécies zoocóricas, 29% de anemocóricas, 19% de autocóricas e 16% de plantas com síndrome indeterminada. Na UD de Restinga, foram detectadas, aos dois anos e meio de idade, 180 espécies de 108 gêneros e 55 famílias. As técnicas nucleadoras resultaram num custo experimental estimado em torno de 34% mais barato em relação ao modelo tradicional que varia em torno de R$ 5.500,00 reais/ha. O uso da nucleação aumentou nitidamente a eficiência da restauração ecológica. Foi restituída a diversidade, não só em seu aspecto estrutural, mas considerando-se também os diferentes nichos, formas e funções, formando um mosaico de ambientes e permitindo uma maior dinâmica das comunidades. No atual estágio de conhecimento, é importante a definição de qual paradigma almejamos para a restauração de nossas florestas: cultivar plantações de árvores nativas ou permitir e acelerar a sucessão natural? O novo paradigma das técnicas nucleadoras, ao contrário dos modelos tradicionais de recuperação que apenas satisfazem exigências legais, promovem a restituição de produtores, consumidores e decompositores, gerando a conservação efetiva dos ecossistemas, e assumindo, desta forma, um compromisso ético com as futuras gerações. / To remake ecosystems of artificial form represents a challenge to initiate a process of the possible most similar succession to the natural processes. The environmental recuperation has based on the model of traditional forestry, standing trees under 3 x 2 m spacing, in total area, with high implantation/ maintenance inputs, and generating forests developed in height, however with low diversity of forms of life and regeneration. Restoration nucleation techniques form microhabitats in nuclei propitious for the arrival of a series of species of all the life forms that in a process of sucessional acceleration, radiate diversity for all the area. The techniques had been implanted in pilot areas of one hectare, called "Demonstrative Units" (UDs). The UDs had been mounted in seasonal semidecidual forest (Capão Bonito-SP), Brazilian savanna (Santa Rita do Passa Quatro-SP) and coastal plain vegetation (Florianópolis-SC). In the first UD, with one year of age, the nucleation techniques had introduced 1,603 seedlings of 148 native species, amongst 84 arboreal species (883 seedlings), 12 shrubs (124 seedlings), 30 herbaceous ones (242 seedlings), 20 lianas (260 seedlings) and 2 bromelias (3 seedlings), in addition to 94 seedlings of indeterminate habit. Among the species, 69 zoochore, 32 autochore and 29 anemochore had occurred, plus 21 indetermined plants. Disrespecting the 47 arboreal species implanted by traditional seedlings, there was introduction of: 25% of arboreal, 8% of shrubs, 20% of herbaceous, 14% of lianas and 1% of bromelias. In Brazilian savanna UD, although affected by cattle when two years of age, 354 individuals of 31 native species had been introduced. Of these, 39% had been arboreal species, 13% shrubs, 16% herbaceous, 16% lianas and 16% indetermined. There had been registered 35% of zoochore species, 29% of anemochore, 19% of autochore and 16% of plants with indetermined syndrome. In coastal plain vegetation UD, in two years and half of age, 180 species of 108 genus and 55 families had been detected. The nucleating techniques had resulted cheaper in an esteemed experimental cost around 34% in relation to the traditional model that varies around R$ 5,500.00 reais/ha. The use of the nucleation clearly increased the efficiency of the ecological restoration. The diversity not only restituted its structural aspect, but also the different niches, forms and functions, forming an environment mosaic and allowing a dynamic growth of the communities. In the current period of knowledge, is important the definition of which paradigm we wish for the restoration of our forests: to cultivate plantations of native trees or to allow and to speed up the natural succession? The new paradigm of the nucleation techniques, in contrast to the traditional models of recovery that only satisfy legal requirements, replenishes the producers, consumers and decompositors, promoting the conservation of the ecosystems, and adopting an ethical commitment with the future generations.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The land surface models (LSM) are the component of the numerical weather prediction and climate models that represents the processes of interaction between the biosphere and atmosphere. The need to improve the representation of bio-geophysical process stimulated the development of sophisticated parametrization. This development increased the complexity of LSMs and the number of parameters involved. Some of these parameters can be measured, but it does not ensure that the best results will be produced. Therefore, a general strategy is to use field experiments (local) to calibrate these parameters for different vegetation types, minimizing the differences between the simulated and observed value(s) of variable(s) of interest. LSMs are usually calibrated using observation of the sensible (H) and latent (LE) heat flux . Studies including soil moisture (�) in the calibration are less frequent (or restricted to the surface layer), but in forest ecosystems, under seasonal water stress, vertical soil moisture profile in vadose zone is essential for simulating transpiration, CO2 assimilation and the partition between the surface and underground flows. This paper describes the calibration of the Simple Biosphere Model (SiB2) for the Cerrado sensu-stricto, using flux measurements, soil moisture and atmospheric forcings collected in a micrometeorological tower located in Gleba Pé de Gigante, SP, in the period July 2009 to July 2012. For calibration, the SiB2 model was separated into modules that included the radiative, aerodynamic and finally, soil water processes and conductance and photosynthesis. The multi-objective calibration algorithm AMALGAM was applied to each of these modules using as objective functions: the mean square error (RMSE), Nash-Sutcliffe efficiency (NSE), the error of amplitude of the mean cycle annual (ACAM) or hourly (ACH). The calibrated variables were: albedo PAR (�PAR), global albedo (�), friction velocity (u�), net radiation (Rn), latent and sensible heat flux and total water storage (Az) up to two meters deep. Nonetheless, the modular calibration was compared with a global calibration in which only variables LE, H and Az were optimized. The calibration for radiative module allowed to reproduce the seasonal cycle and amplitude for albedo PAR, while the global albedo was lagged temporally and a slightly smaller amplitude than the observation but had considerable improvement compared with that simulated with the original parameters. The balance of radiation was reasonably simulated, with overestimation in winter and spring and it proved to be fundamentally sensitive to downward longwave radiation. The u� was slightly underestimated in the average daily cycle against to observed but had less error than the original parameters. On the other hand, the model discretization in three soil layers failed to represent the hydrological processes in the soil and surface simultaneously for Cerrado. Therefore, the soil structure was changed by introducing vertical root distribution profile, the process of hydraulic redistribution and updating the Green-Ampt infiltration scheme. These schemes were essential to the modeling of hydrologic processes of Cerrado vegetation, which is applicable to other deep root system. The global calibration fairly represented LE, H and Az, but resulted in �PAR anti-correlated, considerable underestimation of the � and u�, also in inconsistent partition for evapotranspiration components. / Os modelos da superfície terrestre (LSMs) são a componente dos modelos numéricos de previsão numérica do tempo e clima que representam os processos de interação entre a biosfera e atmosfera. A necessidade de aperfeiçoar a representação dos processos biogeofísicos estimulou o desenvolvimento de sofisticadas parametrizações, aumentando a complexidade dos LSMs e o número de parâmetros. Alguns desses parâmetros podem ser medidos, mas isso não assegura que melhores resultados serão produzidos devido a erros de amostragem e representatividade das condições experimentais (variabilidade espacial, vertical e a heterogeneidade de superfície). Portanto, uma estratégia geral é usar experimentos de campo (locais) para calibrar esses parâmetros para diferentes tipos de vegetação, minimizando as diferenças entre os valores simulados e observados da(s) variável( is) de interesse. LSMs são geralmente calibrados usando observações dos fluxos de calor sensível (H) e latente (LE). Enquanto estudos que incluam a umidade do solo (�) na calibração são menos frequentes (ou restritos a camada superficial do solo), mas em ecossistemas florestais sujeitos a estresse hídrico sazonal (zona radicular profunda, heterogeneidade vertical) o perfil vertical da umidade do solo na zona vadosa é essencial para simulação da transpiração, assimilação de CO2 e a partição entre os escoamentos superficial e subterrâneo. Esta dissertação descreve a calibração do modelo Simples da Biosfera (SiB2) para o Cerrado sensu-stricto, utilizando medidas de fluxos, umidade do solo e forçantes atmosféricas coletadas em uma torre micrometeorológica localizada na Gleba Pé de Gigante, SP, no período de Julho de 2009 até Julho de 2012. Para a calibração, o modelo SiB2 foi separado em módulos que incluíram os processos radiativos, aerodinâmicos e por último os processos hídricos e de condutância e fotossínteses. O algoritmo de calibração multiobjetivo AMALGAM foi aplicado a cada um desses módulos utilizando nas funções objetivo a raiz do erro quadrático médio (RMSE), eficiência de Nash-Sutcliffe (NSE), erro da amplitude do ciclo médio anual (ACAM) ou horário (ACH). As variáveis calibradas foram: albedo PAR (�PAR), albedo global (�), velocidade de fricção (u�), saldo de radiação (Rn), fluxo de calor latente e sensível e armazenamento total de água (Az) até dois metros de profundidade. No entanto, a calibração por módulos foi comparada com uma calibração global na qual somente foram otimizadas as variáveis LE, H e Az. A calibração do módulo radiativo permitiu reproduzir o ciclo sazonal e amplitude do albedo PAR, enquanto o albedo global ficou defasado temporalmente e com amplitude levemente menor que a observação, porém teve razoável melhora quando comparado com o simulado com os parâmetros originais. O saldo de radiação foi razoavelmente simulado, apresentando superestimativa no inverno e primavera e mostrou-se sensível fundamentalmente à parametrização de radiação de onda longa incidente. Enquanto a u� subestimou levemente o ciclo médio diário observado mas teve erro menor que a configuração original. Por outro lado, a discretização de três camadas do solo do modelo não conseguiu representar os processos hidrológicos no solo e superfície simultaneamente do Cerrado. Mudou-se, portanto, a estrutura de solo, introduzindo o perfil vertical de distribuição de raízes, o processo de redistribuição hidráulica e a atualização do esquema de infiltração Green-Ampt. Estes esquemas foram fundamentais para a modelagem dos processos hidrológicos da vegetação Cerrado, o que é aplicável a outras de sistema radicular profundo. A calibração global representou razoavelmente LE, H e Az, porém resultou em �PAR anti-correlacionado, subestimativa considerável do � e u�, além de partição inconsistente nas componentes da evapotranspiração.

The taxonomic composition, structure, and diversity of current local species assemblages results from an interacting complex of historical, regional ecological and local ecological factors. Structural differences between such current species assemblages are primarily determined by changing ecological conditions across spatial gradients. These conditions may change abruptly or they may represent a gradual divergence. Across the Botswana Kalahari basin there is a gradual northeast-southwest aridity and dung type gradient, which was demonstrated to strongly influence dung beetle assemblage structure at six study sites from Chobe National Park to the Central Kalahari Reserve to the Kgalagadi Transfrontier Park using carrion and four dung types as bait (pig, elephant, cattle, sheep). Regional patterns were primarily influenced by climate (rainfall) while dung type mainly showed a local influence on patterns of variation. Four distinct biogeographical groups were defined for the study region comprising widespread, northeast/widespread, northeast, and arid southwest Kalahari-centred species. Biogeographical diversity was higher in the more mesic NE than the arid SW but varied somewhat between bait types. In the SW, Kalahari endemics dominated all bait types. In general, abundance and species richness declined along the aridity gradient although the pattern was uneven due to low numbers in the north of the Central Kalahari Game Reserve. Species showed high turnover (beta – diversity), particularly between the moister NE and the Kalahari/Savanna ecotone. Hierarchical Analysis of Oblique Factors showed statistically distinct separation between assemblage structure at the six study sites and that the proportion of mesic NE shared influence on assemblage composition declined towards the SW where there was an increase in Kalahari endemics. Similarly the proportion of arid SW shared influence declined towards the NE. Plotting these results onto a map showed that the point of intersection between shared NE or SW influence lay very close to the ecotone between SW (Kalahari Xeric Savanna) and NE-centred ecoregions (Acacia-Baikiaea Savanna) defined for the area by Olson et al. (2001). In terms of dung type diversity, increasing aridity across the Kalahari represents a gradient of diminishing resources with the loss of large dung types to the SW and increasing dominance of dung pellets. Several different patterns of response were shown using different methods. Four principal patterns of bait type association were indicated by one method. Another method showed that, rather than diminishing numbers of competing species leading to widening niche widths to the SW, niche widths were narrowest at the Kalahari / mesic Savanna ecotone. Using several other multivariate techniques, three different patterns of dung type resource partitioning were demonstrated that paralleled the aridity gradient, one common to the NE and two to the SW. The historical, regional and local ecological factors influencing these patterns of dung beetle assemblage structure are discussed as well as implications and recommendations for conservation. / Thesis (PhD)--University of Pretoria, 2011. / Zoology and Entomology / unrestricted

Please read the abstract in the section, 00front, of this document / Dissertation (MSc)--University of Pretoria, 2008. / Zoology and Entomology / unrestricted

O funcionamento dos ecossistemas é o fluxo de matéria e de energia ao longo dos seus componentes bióticos e abióticos. A manutenção de tal funcionamento é crucial para promover os serviços ecossistêmicos dos quais a humanidade depende. Atividades antrópicas, como a agricultura e a urbanização podem alterá-los significativamente e, por isso, o entendimento dos impactos positivos e negativos de tais alterações bem como o desenvolvimento de ferramentas de avaliação da biodiversidade são importantes para a conservação. A diversidade funcional é um componente da diversidade biológica que leva em conta o papel que cada espécie desempenha no ecossistema e, portanto, deve refletir o funcionamento do ecossistema de forma mais acurada. Esta tese teve por objetivos relacionar o funcionamento do ecossistema e os seus serviços a ações antrópicas, bem como propor a abordagem funcional como indicadora da biodiversidade de áreas naturais. No primeiro capítulo, avalio padrões espaciais e temporais da exposição dos tipos de vegetação que ocorrem no Brasil à luz artificial, um dos principais símbolos da urbanização e da vida moderna. Os resultados mostram que a maioria deles apresenta alguma porcentagem de sua área expostos à luz artificial. Em alguns deles, porém, ainda é possível encontrar o brilho natural do céu noturno, o que nos permite sugerir a elaboração de políticas de desenvolvimento de distribuição de luz com foco no mínimo impacto, ao contrário das políticas de mitigação adotadas por países onde a iluminação é excessivamente difundida. No segundo capítulo mapeio padrões espaciais e temporais da provisão de dois serviços ecossistêmicos (polinização e estoque de carbono) e um serviço ambiental (espaço para viver) e avalio os impactos da agricultura sobre estes serviços, na área coberta pelo cerrado, na região central do Brasil. Os serviços ecossistêmicos avaliados descaíram significativamente ao longo do tempo e a região conhecida como MATOPIBA (entre os estados do Maranhão, Tocantins, Piauí e Bahia) foi identificada como um importante remanescente. Por isso, recomendo a criação de unidades de conservação de proteção integral na área. Identifiquei também sobreposição da disponibilidade destes serviços com áreas indígenas, o que ressalta a importância da manutenção destas áreas para a disponibilidade dos serviços. No terceiro capítulo exploro, por meio de revisão bibliográfica, o status da diversidade funcional na literatura científica no campo da Conservação Biológica. Os resultados permitiram visualizar o paradigma da transferência de conhecimento e identificar o potencial desta abordagem para elaboração de indicadores da biodiversidade. Por fim, no quarto capítulo, estabeleço uma lista de espécies de plantas que podem ser indicadoras da diversidade funcional em áreas cobertas por cerradão no estado de São Paulo. Tais indicadores devem ser usados em conjunto para monitoramento e diagnóstico da biodiversidade quando o objetivo é manter o funcionamento do ecossistema. As conclusões do estudo contribuem para elucidar a interferência das atividades antrópicas nos ecossistemas naturais, para levantar formas de minimizá-los e para aprimorar as formas de avaliação da biodiversidade. / Ecosystem functioning is the flow of energy and matter through the biotic and abiotic ecosystems components. The maintenance of this functioning is essential to the ecosystem services provisioning upon which humans depend. Anthropogenic activities such as agriculture and urbanisation may change it. Thus, conservation strategies rely on the understanding of the positives and negatives impacts from this changes and on the development of measurements of biodiversity. Functional diversity is a biodiversity component which considers the role of each species in the ecosystem, and, as a consequence, may reflect the ecosystem functioning more accurately. This thesis aims the establishment of the relationships between ecosystem functioning, ecosystem services and anthrogenic activities as well as purpose functional approach as biodiversity indicator of natural areas. In the first chapter, I assessed spatial and temporal patterns of exposition of the Brazilian vegetation types to the artificial light which is one of the urbanisation symbols. The results show that most of them are affected by artificial light. However, in some of them it is still possible to find a natural sky background, which allow suggesting the formulation of light distribution policies focused on minimal impact instead of mitigation, as adopted by countries where light is excessively widespread. In the second chapter, I mapped spatial and temporal patterns of two ecosystem services provisioning (pollination and carbon stocks) and one environmental service (living space) and assessed the impacts of agriculture in these services in Cerrado area, in the central region of Brazil. The ecosystem services I assessed declined significatively over time and the MATOPIBA region (around Maranhão, Tocantins, Piaui, and Bahia States) was identified as an important remint. Thus I recommended the creation of strictly protected areas in that region. I also identify overlap of these services with indigenous land, highlighting its importance for the ecosystem services provisioning. In the third chapter I explored through literature survey, the status of functional diversity in the scientific literature related to the Biological Conservation field. The results allow visualise the paradigm of knowledge transfer and identify the potential use of this approach for developing indicators of biodiversity. Finally, in the fourth chapter, we established a list of plant species that are functional diversity indicators in cerradão areas in São Paulo State. These indicators should be use as a set for the monitoring and diagnosis of biodiversity when the goal is to maintaining ecosystem functioning. The conclusions of the study contribute to clarify some lack of knowledge concerned to the impacts of human activities on ecosystem functioning, to raise means to minimise them, and to improve means of ecological integrity assessment.

Termites are considered to be major ecosystem engineers in tropical and sub-tropical environments, and fire in savanna systems is regarded as a major and necessary disturbance for the maintenance of biodiversity. However, most fire ecology studies have focused on vegetation dynamics with little attention given to other taxa, especially invertebrates. This thesis has addressed several aspects of savanna termite ecology. First, based on a review of studies examining the relationship between fire ecology and termites, I found that few broad conclusions can be made based on the published literature. Hence little is known on the interactions between termites and ecological processes such as fire. Leading on from this, several recommendations are provided in the thesis for future research to improve ecological understanding of savannas and the dynamics that structure these systems. Second, savanna termite responses to long-term burning regimes were investigated across four distinct savanna types along a rainfall gradient in South Africa using comprehensive sampling protocols. This was achieved using experimental burning plots which have been in place in the Kruger National Park (KNP) since 1954 as well as sites in Hluhluwe-iMfolozi Park. Termite communities were found to differ significantly between these savannas with higher diversity at Pretoriuskop, a mesic savanna but not the wettest. Termite diversity was lowest at the most arid site (Mopani) but certain feeding groups peaked at Satara, a savanna with intermediate rainfall. Differences between these savannas are attributed to broad underlying changes in net primary productivity, temperature and soil type, with the role of mammalian herbivores also being considered. Seasonality was also examined and it was found that termite activity peaks in the wet and transitional seasons and is significantly lower in the dry season. Considering different fire regimes, termites, in general, were found to be highly resistant to burning, but assemblage composition was affected, this being more pronounced at the mesic savanna where fire has more effect on vegetation. These assemblage changes are linked to changes in vegetation structure caused by fire. Finally, termite ecology is often constrained by sampling difficulties and a lack of sampling protocols in savannas. A comparison of two often used sampling methods, baiting and active searching, was conducted across the savanna types studied. The efficiency of sampling method varied along the rainfall gradient and a single method was not the best for all savanna types. In mesic savannas, active searching (an often neglected sampling method in savannas) was most effective at sampling termite diversity while baiting was more effective in arid savannas, although this method is biased toward wood-feeding termites from feeding group II. Baiting also provides a better measure of termite activity than active searching. I demonstrate that termite communities differ significantly with savanna habitat and their responses to long-term burning regimes differ between these habitat types. Although termite communities were found to be quite resistant to burning, the degree of resistance differed with savanna type and management policies in protected areas and elsewhere need to take this into account when formulating conservation policies. Similarly, sampling methods differ in their efficiency at different sites which needs to be considered when designing sampling protocols in order to accurately reflect the biodiversity present. / Dissertation (MSc)--University of Pretoria, 2010. / Zoology and Entomology / unrestricted

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