1. O manejo da vida silvestre em matrizes antropizadas, fora de reservas naturais, é importante para melhorar a eficácia de esforços conservacionistas que visam proteger e restaurar a biodiversidade. Desta forma, é fundamental entender as características da matriz que aumentam a adequabilidade do habitat para as espécies remanescentes e também avaliar as respostas das espécies à práticas de manejo alternativas. 2. Neste estudo utilizamos uma abordagem de modelagem hierárquica, que leva em conta o efeito de falhas de detectabilidade das espécies, para estimar o efeito de práticas de manejo adotadas dentro de talhões de plantios de Eucalyptus sobre a ocupação de aves. Nossos modelos incorporam características sítio-específicas, como tipo de prática de manejo e o contexto da paisagem em que se inserem cada unidade amostral. Também incorpora características espécie-específicas, em particular à sensibilidade das espécies aos distúrbios e estrato de forrageio. 3. O principal fator associado a diferenças na ocupação de aves dentro de nossa área de estudo é o tipo de pratica de manejo. A presença de árvores nativas dispersas e de sub-bosque em estágio inicial de sucessão dentro dos talhões está associada com um aumento na proporção de espécies do pool regional capaz de ocupar a matriz silvicultural. O contexto da paisagem teve um efeito relativamente menor sobre a ocupação de aves na área de estudo. 4. Síntese e Aplicação. A ocupação de aves está associada positivamente ao aumento da complexidade estrutural dentro dos talhões de eucalipto, as espécies respondem a retenção de árvores nativas dispersas e a presença de sub-bosque. Gerenciadores interessados em aumentar o valor conservacionista de plantios de Eucalyptus para as aves deveriam preservar as arvores maduras e adotar práticas que estimulem a regeneração do sub-bosque durante o preparo do local e rotação do plantio. / 1. Managing for wildlife in human-dominated matrices outside natural reserves has great importance to improve the efficacy of conservation efforts aiming to protect and restore biodiversity. As such, it is critical to understand which features of the matrix that enhance habitat suitability to the remaining species and also to evaluate species responses to alternative management practices. 2. We used hierarchical modeling to estimate the effect of stand level management practices adopted in Eucalyptus plantations on bird occupancy while accounting for species detection failure. Our models incorporate site- specific traits, such as management practice type and the landscape context of each sampling unit. It also incorporates species specific-traits, particularly species sensitivity to disturbance and species foraging stratum. 3. The major factor associated with differences in bird occupancy within our study site is the management practice type. Scattered native trees and early successional stage understory within mature stands was associated with an increase in the proportion of bird species from the regional pool that was able to occupy the silvicultural matrix. Landscape context had a relatively minor effect on bird occupancy in our study area. 4. Synthesis and applications. Bird occupancy is positively associated with increasing spatial heterogeneity within eucalyptus stands with species responding to the retention of native scattered trees and understory presence. Managers interested in improving the conservation value of Eucalyptus plantations to birds should preserve some existing trees and adopt practices that trigger understory regeneration during site preparation and stand rotation.

A silvicultura está em franco progresso na América do Sul e as áreas de plantio têm ocupado cada vez mais territórios. No Brasil o conhecimento dos efeitos desta atividade sobre a fauna e flora nativas ainda está em formação e poucos estudos tem sido realizados na Floresta Ombrófila Mista. Os capítulos 1 e 2 discorrem sobre aspectos teóricos envolvidos na elaboração do estudo e sobre a descrição da região/área estudada, respectivamente. No capítulo 3 foi efetuado estudo sobre como o estabelecimento de espécies em plantios comerciais de Pinus elliottii e Araucaria angustifolia afetam a riqueza, densidade e composição de plantas lenhosas nativas e quais características das espécies colonizadoras são selecionadas nestes ambientes. Não houve diferença na riqueza rarefeita encontrada entre os tratamentos amostrados, contudo a densidade e a composição de espécies foram diferentes. As características de dispersão dos frutos foram diferentes entre os tratamentos e entre os plantios exóticos e nativos, com maior frequência de zoocoria ocorrendo nos plantios de P. elliottii. No capítulo 4 foi desenvolvido um estudo para verificar se a riqueza, a densidade, a composição e parâmetros de diversidade da avifauna são afetados por variáveis ambientais estruturais de plantios nativos e exóticos de diferentes idades e com e sem sub-bosque. A riqueza rarefeita, a densidade e a diversidade de aves foi mais elevada em floresta nativa e plantios com sub-bosque do que em plantios sem sub-bosque. Conforme a análise de correlação canônica houve a formação de três grupos definidos pelos parâmetros fitossociológicos: (1) plantios de P. elliotti sem sub-bosque, (2) plantios de P. elliottii com sub-bosque e (3) plantios de A. angustifolia e floresta nativa. Nos capítulos 4 e 5 existe a indicação de que a distribuição das espécies de plantas lenhosas de sub-bosque e de aves dos plantios é aninhada, onde as assembleias encontradas nos plantios são subgrupos da assembleia observada em ambiente florestal nativo. O desenvolvimento do capítulo 5 foi baseado nas táticas de forrageamento empregadas para a captura de presas por Phylloscartes ventralis nos diferentes plantios trabalhados. O comportamento de forrageio de P. ventralis foi diferente entre as áreas amostradas, onde as principais alterações foram relacionadas a manobras de ataque a presas, ao ângulo e o substrato de forrageio, a altura e a localização horizontal onde as presas foram capturadas. Na ordenação os plantios de P. elliottii com sub-bosque e A. angustifolia aparecem junto com as áreas de floresta nativa indicando que houve poucas modificações no comportamento de forrageio entre estas áreas quando comparadas a plantios de P. elliottii sem sub-bosque. A partir dos resultados obtidos foi realizado o capítulo 6 onde se reúnem todas as considerações e conclusões obtidas. Os resultados indicam que existe alteração quanto aos parâmetros de vegetação, avifauna e comportamento quando se comparam a floresta nativa e os plantios de espécies nativas e exóticas. Fica evidente a importância de utilização de espécies nativas como alternativa a espécies exóticas em áreas de silvicultura. Outra característica importante para implementação de medidas de mitigação aos impactos desta atividade econômica é a possibilidade de manutenção do sub-bosque em áreas de plantios comerciais. / Silviculture has been in sheer progress in South America and the planting areas have increasingly taken up new territories. In Brazil knowledge of the effects of this activity on native flora and fauna is still being built and few studies have been conducted in the Araucaria Forest. Chapters 1 and 2 present theoretical aspects involved in preparing the study and the description of the region / area studied, respectively. In chapter 3 a study was conducted on how the establishment of species in Pinus elliottii and Araucaria angustifolia commercial plantations affects the richness, density and composition of native woody plants and which characteristics of the colonizing species are selected in such environments. No difference in rarefied richness was found between the treatments sampled, but the density and composition of the species were different. The characteristics of fruit dispersion were different between the treatments and between exotic and native plantations, with higher incidence of zoochory in P. elliottii plantations. Chapter 4 presents the study carried out to verify whether the avifauna’s richness, density, composition and parameters of diversity are affected by structural environmental variables of native and exotic plantations of different ages and with and without understory. The rarefied richness, density and diversity of birds were higher in native forest and in plantations with understory than in plantations without understory. According to canonical correlation analysis, there was the formation of three groups defined by phytosociological parameters: (1) P. elliotti plantations without understory, (2) P. elliottii plantations with understory and (3) A. angustifolia and native forest plantations. Chapters 4 and 5 indicate that the distribution of species of understory woody plants and of plantation birds is nested, the assemblies found in plantations being subsets of the assembly observed in native forest environment. The development of chapter 5 was based on the foraging tactics employed in prey capture by Phylloscartes ventralis in the different plantations in study. The foraging behavior of P. ventralis was different in the sampled areas, the chief alterations being related to prey attack maneuvers, foraging angle and substrate, height and horizontal location where prey was captured. In ordination, P. elliottii plantations with understory and A. angustifolia rank along with the native forest areas, which indicates that there were few modifications in foraging behavior between these areas as compared to P. elliottii plantations without understory. From the results obtained chapter 6 was created, gathering all the considerations and conclusions made. The results indicate that there is alteration regarding parameters of vegetation, avifauna and behavior when comparing native forest and plantations of native and exotic species. This evidences the importance of employing native species as an alternative to exotic ones in silviculture areas. Another important feature in implementing measures for mitigating the impacts of this economic activity is the possibility of maintaining the understory in commercial plantation areas.

A conversão de áreas de vegetação nativa em monoculturas florestais tem sido uma prática bastante empregada no Sul do Brasil. No estado do Rio Grande do Sul, a região dos Campos de Cima da Serra tem tido sua paisagem original modificada por esta prática, principalmente nas últimas décadas. Muitos organismos são bons indicadores deste tipo de alteração ambiental, dentre eles os artrópodos. Os insetos são adequados para uso em estudos de avaliação de impacto ambiental e de efeitos de fragmentação florestal, pois, além de ser o grupo animal mais numeroso, com elevadas densidades populacionais, também apresentam grande diversidade, em termos de espécies e de habitats. Nosso estudo teve como objetivos avaliar a influência dos subbosques de diferentes fisionomias vegetais de uma Floresta Ombrófila Mista manejada do Sul do Brasil sobre a comunidade de insetos deste sub-bosque; bem como verificar se a estrutura do habitat dessas fisionomias vegetais pode influenciar os padrões da comunidade entomológica. Investigamos se a abundância, a riqueza e a composição da comunidade de insetos modificaram-se de acordo com a fisionomia vegetal. Também foi nosso objetivo avaliar se as diferentes fisionomias vegetais dessa Floresta e as suas estruturas do habitat estão relacionadas com a estrutura trófica da comunidade de coleópteros de sub-bosque. Foram comparados quatro ambientes florestais distintos: áreas de floresta com Araucaria (FA), plantações de Araucaria angustifolia (PA), plantações de Pinus spp. (PP) e plantações de Eucalyptus spp. (PE). Para cada fisionomia vegetal houve três áreas com duas unidades amostrais de 25m × 2m cada. As coletas foram realizadas com o método do guarda-chuva entomológico, medindo 1m × 1m, no período de setembro de 2003 a agosto de 2004. A estrutura do sub-bosque em cada área foi avaliada através da contagem de toques da vegetação em alturas de 1m e 2,5 m de altura. Os insetos foram identificados em nível de ordem, e os pertencentes à ordem Coleoptera foram identificados até o nível de família. Foram coletados 6519 indivíduos correspondentes as seguintes ordens de Insecta: Archaeognatha, Blattodea, Coleoptera, Dermaptera, Diptera, Hemiptera, Hymenoptera, Lepidoptera, Mantodea, Neuroptera, Orthoptera, Phasmida, Psocoptera e Thysanoptera. As ordens mais abundantes foram Hymenoptera, Coleoptera e Psocoptera. As plantações de Araucaria e de Pinus apresentaram as maiores abundâncias de insetos. A composição das ordens de Insecta apresentou diferenças entre as fisionomias vegetais, entretanto não houve diferenças significativas na riqueza entre as áreas. Houve maior freqüência de toques de vegetação arbórea na Floresta com Araucaria, e a plantação de Pinus apresentou maior freqüência de toques de lianas e pteridófitas. Quanto ao grupo Coleoptera foram coletados 1222 indivíduos correspondentes a 34 famílias. As famílias mais abundantes foram Curculionidae, Staphylinidae, Chrysomelidae e Nitidulidae. As plantações de Araucaria e de Pinus apresentaram as maiores abundâncias de coleópteros. Entretanto, os maiores valores de riqueza foram encontrados no plantio de Eucalyptus e na floresta nativa. A composição das famílias de Coleoptera apresentou diferenças entre as fisionomias vegetais, com exceção do plantio de Eucalyptus e a floresta nativa. A FA apresentou associação com coleópteros herbívoros, enquanto PP associou-se com detritívoros e carnívoros. Áreas com predominância de arbustos e árvores associaram-se com coleópteros herbívoros, enquanto áreas com predominância de lianas e pteridófitas associaram-se com detritívoros e carnívoros. Este estudo constatou que apesar de haver diferenças na abundância e na composição da comunidade de insetos de sub-bosque, não houve diferença na riqueza para os níveis taxonômicos estudados. / The conversion of native vegetation into wood monoculture has been a very common practice in southern Brazil. In the State of Rio Grande do Sul, the original landscape of Campos de Cima da Serra region has been modified by this practice, mainly in the last decades. Many organisms are good indicators of this type of environment disturbance, arthropods are among them. Insects are adequate for being used in studies that evaluate environmental impact and effects of forest fragmentation because, besides being the most numerous animal group, with high population densities, they also present great diversity of species and habitats. Our study aimed to evaluate the influence of the understory of different vegetation physiognomies of a managed mixed ombrophylous forest in southern Brazil, upon the insect community. Additionally, we investigated whether the habitat structure of these vegetation physiognomies may be influencing insect community patterns, and whether the different vegetation physiognomies of this forest and its habitat structures are correlated to the trophic structure of the understory community of coleopterans. Four distinct forest environments were compared: Araucaria forest (FA), Araucaria angustifolia plantation (PA), Pinus spp. Plantation (PP) and Eucalyptus spp. plantation (PE). Inside each vegetation physiognomy there were three areas with two sampling units of 25 m x 2 m each. The sampling was carried out using the beating sheet method, with a 1 m x 1 m canvas sheet, from September 2003 to August 2004. We investigated whether abundance, richness and composition of the insect community shifted according to the vegetation physiognomy. The individuals of Insecta were identified up to order level, and those belonging to Coleoptera were identified up to family level. Total sample comprised 6,519 individuals, which belonged to the following orders: Archaeognatha, Blattodea, Coleoptera, Dermaptera, Diptera, Hemiptera, Hymenoptera, Lepidoptera, Mantodea, Neuroptera, Orthoptera, Phasmida, Psocoptera and Thysanoptera. The most abundant orders were Hymenoptera, Coleoptera and Psocoptera. The Brazilian Pine and Pinus plantations had the greatest abundance of insects. The composition of the insect community presented differences among the vegetation physiognomies; however, there were no significant differences of richness among areas. There was a higher frequency of touches of arboreal vegetation in the forest with Brazilian pine, and Pinus forests presented higher frequency of touches of liane and pteridophyte. As for group Coleoptera, 1,222 individuals were collected corresponding to 34 families. The most abundant families were Curculionidae, Staphylinidae, Chrysomelidae and Nitidulidae. Araucaria and Pinus plantations had the greatest abundance of coleopterans. However, the greatest richness values were found in the Eucalyptus plantation and in the native forest. The composition of the coleopteran families presented differences among the vegetation physiognomies, except for Eucalyptus plantation and native forest. FA presented correlation to herbivore coleopterans, whereas PP was correlated to detritivore and carnivore. Areas with predominance of shrubs and trees were correlated to herbivore coleopterans, whereas areas with predominance of liane and pteridophyte were correlated to detritivore and carnivore coleopterans. This study verified that in spite of differences in abundance and composition of the understory insect community, there were no differences of richness for the taxonomic level evaluated herein.

Estudos de fauna em florestas homogêneas de plantio comercial são ainda incipientes no país. Essas áreas de reflorestamento apresentam poucos recursos necessários à vida silvestre, quando comparadas às florestas nativas. Entretanto, sub-bosques presentes nessas florestas homogêneas podem fornecer ofertas de alimento, abrigo, proteção, e o estabelecimento de um ambiente favorável à movimentação dos animais - otimizando assim o uso desses locais pela fauna silvestre. Este estudo foi realizado no Horto Florestal de Itatinga, uma área com predomínio de florestas de eucalipto (Eucalyptus spp), e com remanescentes de vegetação nativa (floresta estacional semidecidual, cerrado, cerradão e áreas ripárias), localizada no município de Itatinga, no estado de São Paulo. A fim de verificar se a presença e a densidade do sub-bosque nas florestas de eucaliptos influenciam no uso desses locais pelos mamíferos de médio e grande porte, foram comparados três tipos de ambientes de eucalipto: um talhão de eucalipto sem subbosque, um talhão de eucalipto com sub-bosque intermediário, e um talhão de eucalipto com subbosque denso. Em cada um desses ambientes foram colocadas 24 parcelas de areia (armadilhas de pegadas) com iscas alimentares (banana, bacon e sal), para a observação do número de pegadas dos animais nas mesmas. Foram verificados os números de registros, as freqüências de ocorrência e as abundâncias relativas das espécies de mamíferos em cada ambiente, durante 15 dias do inverno de 2004 (estação seca) e 15 dias do verão de 2005 (estação chuvosa). O número de registros foi maior no ambiente de eucalipto com sub-bosque denso, e a riqueza de espécies foi maior no eucalipto com sub-bosque intermediário. O teste do Qui-quadrado (χ2) mostrou diferença significativa no número de registros entre os três ambientes, e entre os períodos inverno e verão. Foram verificadas as categorias tróficas dos mamíferos levantados nesses locais, e observou-se que os animais encontrados foram, em sua maioria, animais de hábitos mais generalistas e pouco exigentes quanto ao habitat. Foram encontradas no total 10 espécies de mamíferos de médio e grande porte nesses ambientes de eucalipto. A curva do coletor não mostrou estabilização, indicando que ainda havia espécies a serem levantadas nesses três ambientes de eucaliptos. Foi também realizado um levantamento qualitativo dos mamíferos de médio e grande porte na área de estudo em geral. Para isso, foram observados registros diretos e indiretos da mastofauna, como visualização de animais, pegadas, fezes, pêlos, tocas e carcaças; foram efetuadas também entrevistas, e houve a instalação de uma câmera trap (armadilha fotográfica). Este levantamento geral ocorreu durante 75 dias (entre julho de 2004 e abril de 2005). Foram encontradas 27 espécies de mamíferos nesse levantamento, mas a curva do coletor aplicada a esses registros também não se estabilizou. A maioria dos animais levantados são de hábitos alimentares generalistas; entretanto, foram registrados pelo menos quatro espécies de carnívoros (mais exigentes quanto à qualidade do habitat). Foram acusadas as presenças de oito espécies de mamíferos ameaçados de extinção no Horto de Itatinga. / Fauna studies in homogeneous forests for commercial plantation purposes are still incipient in the country. These reforestation areas present a few resources necessary to the maintenance of wild life, when compared to the native forests. However, understories present in these homogeneous forests can provide food, shelter, protection and the establishment of a favorable environment to animal movement – thus, optimizing the use of these reforestation areas by the wild fauna. This study took place in the Horto Florestal de Itatinga, an area of mostly eucalypts forests (Eucalyptus ssp) and remaining fragments of native vegetation (semideciduous seasonal forests, savannah and riparian forests), located in Itatinga, state of São Paulo, Brazil. In order to verify if the presence and density of the understories in the eucalypt forests influence in the use of these locations by medium and large-sized mammals, three types of eucalypt environment were compared: a stand of eucalypt without understory, a stand of eucalypt with intermediate understory an a stand of eucalypt with dense understory. Each of these environments received 24 sand plots (tracking traps) containing alimentary baits (banana, bacon and salt), for the observation of the number of animal tracks in each one of them. Registry numbers, frequency of occurrence and the relative abundance of mammals species in each environment, throughout 15 winter days in 2004 (dry season) and 15 summer days in 2005 (wet season), were verified. In the eucalypt environment with dense understory record numbers were higher, and in the eucalypt environment with intermediate understory the richness of species was bigger. The chi-square test (χ2) showed significant difference in registry numbers among these three environments, as well as between winter and summer periods. Dietary categories of the mammals observed in these sites were verified, and most of the observed animals belonged to generalist species, and they were not so demanding concerning their habitat. Ten species of medium and large-sized mammals were found in these eucalypts environments all told. The collector’s curve was not stabilized, indicating that there were still other species to be surveyed in these three environments with eucalypts. A qualitative survey of medium and large-sized mammals in the study area in general, was also carried out. For this purpose, direct and indirect records of the mammals, as well as the visualization of these animals, their tracks, feces, hairs, burrows and carcasses were observed. Local people were interviewed and one camera trapping installed. This survey took place throughout 75 days (between July, 2004 e April, 2005). Twenty-seven species of mammals were found in this survey, but the collector’s curve was not stabilized too. Most of the animals observed in this study belonged to generalist species; but at least four species of carnivores (animals are more demanding concerning their habitat) were recorded. This study also accused the presence of eight endangered species in the Horto de Itatinga.

MSc (Botany) / Department of Botany

No description available.

In the past 15 years, a large amount of public-domain lidar data has been collected over the Southeastern United States. Most of these acquisitions were undertaken by government agencies, primarily for non-forestry purposes. That is, they were collected mostly to aid in the creation of digital terrain models and to support hydrological and engineering assessments. Such data is not ideal for forestry purposes mainly due to the low pulse density per square meter, the high scan angles and low swath overlaps associated with these acquisitions. Nevertheless, the large area of coverage involved motivated this work. In this dissertation, I first look at how such lidar data (from non-forestry acquisitions) can be combined with National Forest Inventory tree height data to generate a large-area canopy height model. A simple linear regression model was developed using two lidar-based metrics as predictors: the 85th percentile of heights of canopy first returns and the coefficient of variation of the heights of canopy first returns. This model had good predictive ability over 76 disparate lidar projects, covering an area of approximately 297,000 square kilometers between them. Factors leading to the residual lack-of-fit of the model were also analyzed and quantified. For example, predictive ability was found to be better for softwood forests, forests with more homogeneous vegetation structure and for terrains with gentler slopes. Given that as much as 30% of the US is covered by public domain non-forestry lidar acquisitions, this is a first step for constructing a national wall-to-wall vertical vegetation structure map, which can then be used to ask important questions regarding forest inventories, carbon sequestration, wildlife habitat suitability and fire risk mitigation. Then, I examined whether such lidar data could be further used to predict understory shrub presence over disparate forest types. The predictability of classification model was low (accuracy = 62%, kappa = 0.23). Canopy occlusion factors and the heterogeneity of the understory layer were implicated as the main reasons for this poor performance. An analysis of the metrics chosen by the modeling framework highlighted the importance of non-understory metrics (metrics related to canopy openness and topographic aspect) in influencing shrub presence. As the proposed set of metrics were developed over a wide range of temperate forest types and topographic conditions of Southeastern US, it is expected that it will be useful for more localized future studies. Lastly, I explored the possibility of combining lidar-derived canopy height maps with Landsat-derived stand-age maps to predict plantation pine site index over large areas (site index is a measure of forest productivity). The model performance was assessed using a Monte Carlo technique (RMSE = 3.8 meters, relative RMSE = 19%). A sample site index map for large areas of Virginia and South Carolina was generated (map coverage area: 832 sq. km) and implications were discussed. Analysis of the resulting map revealed the following: (1) there is an increase in site index in most areas, compared to the 1970s, and (2) approximately 83% of the area surveyed had low levels of productivity (defined as site index < 22.0 meters for base age of 25 years). This work highlights the efficacy of combining lidar-based canopy height maps with other similar remote sensing based datasets to understand aspects of forest productivity over large areas, and to help make policy-relevant recommendations. / Ph. D. / Remote sensing, in the context of forestry and forest resource management, involves the acquisition of data over large forested areas by sensors situated at a distance. A good example is a high resolution satellite image over several hundred square kilometers allowing us to identify (say) patches of deforestation, reduced forest productivity, or species diversity. Lidar (which stands for Light Detection and Ranging) is a relatively new remote sensing technology in which the time it takes for a laser pulse to travel to a feature and return back to the sensor is used to measure how far away the feature is from the sensor. In forests, data from airborne laser scanners enable the measurement of both horizontal and vertical canopy structure (such as tree height and canopy cover). Data from airborne laser scanners have been collected over a large area of the US (roughly 30%). However, the sensors and acquisition parameters are optimized for the inexpensive collection of the data needed for topographic mapping, and not for forest measurement. Moreover, the lidar data were collected in disparate and dissimilar projects, making the production of maps over large areas technically challenging. A systematic study is required looking at whether lidar data from such dissimilar projects can be used together to generate robust forest parameter maps over large areas. This dissertation details such a study. Airborne laser scanner data collected for topographic mapping across many disparate projects can be used to estimate several important characteristics about forests. My conclusions are as follows: • Lidar data can be combined effectively with field measurement data to produce high quality, wall-towall tree height maps over a large area. • These lidar data can be used to map understory shrub presence, albeit with less accuracy, since fewer laser pulses penetrate the canopy. • Forest age, as estimated using multi temporal earth resource satellite data, can be combined with lidar-derived tree heights to estimate site index (a way to know how fast trees grow on a site) for pine plantations. Most sites in the study area (Eastern Virginia and Central South Carolina) are not particularly productive (site index <22 meters), but they are more productive on the whole than they were in the 1970s. Overall, the work outlined in this dissertation highlights the efficacy of using lidar data from disparate nonforestry projects along with other datasets to monitor useful forest parameters over large areas, and to help make policy-relevant recommendations.

Die fortschreitende Fragmentierung von Wäldern ist eine der Hauptursachen für den Verlust von Biodiversität weltweit. Mit zunehmender Fragmentierung steigt der Anteil an Waldrandzonen, in denen die Eigenschaften eines Waldes stark verändert sein können. Wie stark diese Randeffekte ein Fragment beeinflussen, kann von der Habitatstruktur abhängen. Die Habitatstruktur ist wiederum maßgeblich durch die Baumartenzusammensetzung beeinflusst. Die vorliegende Arbeit untersucht zum ersten Mal gleichzeitig die Einflüsse von Randeffekten und Baumartenvielfalt und deren mögliche Interaktionen auf Krautschichtvegetation und Arthropoden. Die Untersuchungen hierzu wurden im Nationalpark Hainich, Deutschlands größtem zusammenhängenden Laubwaldgebiet, durchgeführt. Dafür wurden 12 Transekte angelegt, die vom Waldrand bis zu 500 m in das Waldesinnere hineinreichten. Sechs Transekte in baumartenarmen Waldstandorten mit einem hohen Buchenanteil (Fagus sylvatica L.) und weitere sechs in baumartenreichen Waldstandorten mit einem niedrigen Buchenanteil. Baumartenreiche Standorte wiesen bis zu neun Baumarten auf, wie z.B. Eiche, Esche, Linde und Ahorn. Entlang der Transekte wurden die Krautschichtvegetation und die Arthopodengemeinschaften untersucht. Im ersten Manuskript (Kapitel 2 dieser Arbeit) wurde die Krautschichtvegetation entlang des Rand-Innen-Gradienten aufgenommen. Eine Interaktion zwischen Randeffekten und Baumartenvielfalt beeinflusste den Pflanzenartenreichtum. In Waldbereichen mit hoher Baumartenvielfalt blieb die Artenzahl der Krautschicht vom Rand bis ins Waldesinnere konstant, wohingegen sie in baumartenarmen Bereichen stark abfiel. Die Krautschicht war somit in baumartenreichen Waldstandorten im Waldesinneren höher. Der Anteil an Waldspezialistenarten nahm mit zunehmender Entfernung vom Waldrand zur Mitte zu. Parallel dazu nahm der Anteil an Waldgeneralistenarten ab. Die Dominanz der Waldspezialisten war in buchendominierten Standorten stärker ausgeprägt, als in baumartenreichen. Auch die Artenzusammensetzung der Krautschicht wurde von der Distanz zum Waldrand und der Baumartenvielfalt beeinflusst. Sie wies in baumartenreichen Standorten und mit zunehmender Nähe zum Rand eine hohe Variabilität auf. Die Baumartenvielfalt steuerte die Dicke der Streuschicht, die unter allen untersuchten Umweltfaktoren den größten Einfluss auf die Diversität der Krautschicht hatte. Im zweiten Manuskript (Kapitel 3 dieser Arbeit) wurden bodenlebende Arthropoden (Laufkäfer, Kurzflügelkäfer und Spinnen) untersucht. Die Reaktion der Gesamtartenzahl auf Baumartenvielfalt und Entfernung zum Waldrand war je nach Taxon unterschiedlich. Allerdings zeigten sich übereinstimmende Muster, nachdem die Arten hinsichtlich ihrer Habitataffinität und Körpergröße in Gruppen eingeteilt worden waren. Über alle Taxa hinweg wurde die Anzahl der Waldarten weder von der Baumartenvielfalt noch von der Randnähe nennenswert beeinflusst und die Körpergröße der Waldarten spielte keine Rolle. Allerdings reagierten einzelne Waldarten positiv auf eine erhöhte Baumartenvielfalt, während andere davon negativ beeinflusst waren. Die Artenzahl der Habitatgeneralisten nahm vom Waldrand zur Waldmitte hin stark ab. Dieser Effekt wurde jedoch, außer bei den Spinnen, durch eine höhere Baumartenvielfalt abgeschwächt. Die Artenzahl der Habitatgeneralisten, insbesondere der kleinen Arten, reagierte positiv auf eine erhöhte Baumartenvielfalt im Waldesinneren. Die beobachteten Effekte sind höchstwahrscheinlich das Resultat von durch Baumartenvielfalt und Randnähe veränderten Umweltfaktoren und einer erhöhten Habitatheterogenität am Waldboden. Im dritten Manuskript (Kapitel 4 dieser Arbeit) wurde untersucht, ob sich Rand- und Baumartendiversitätseffekte zwischen verschiedenen Straten unterscheiden. Hierzu wurden entlang von zehn Transekten sowohl im Kronenraum als auch unmittelbar über dem Boden Kreuzfensterfallen installiert. In einem Zeitraum von sieben Monaten (April bis November 2012) wurde dadurch die fliegende Käferfauna erfasst. Randeffekte auf Käfer wurden bis zu einer Distanz von 500 m vom Waldrand hin nachgewiesen. Im Kronenraum waren die Randeffekte schwächer ausgeprägt als im Unterholz, vermutlich durch eine höhere „randähnliche“ mikroklimatische Variabilität im Kronenraum. Die Gesamtartenzahl der Käfer nahm mit zunehmender Distanz zum Waldrand ab. Dieses Muster wurde vor allem durch die Habitatgeneralisten getrieben, wohingegen die Artenzahl der Waldarten und der xylobionten Arten kaum auf die Randnähe reagierten. Eine Beeinflussung des Randeffekts durch Baumartenvielfalt konnte nicht gezeigt werden. Habitatgeneralisten und nicht-xylobionte Arten dominierten die Käfergemeinschaft im Unterholz. Im Kronenraum wurden die höchsten Artenzahlen von Waldarten und xylobionten Arten nachgewiesen. Baumartendiversität wirkte sich über alle Straten und ökologischen Gruppen positiv auf die Artenvielfalt der Käfer aus. Besonders ausgeprägt war dieser Effekt im Kronenraum. Die Haupteinflussfaktoren, die den Käferartenreichtum steuerten, unterschieden sich also zwischen den Straten. So waren im Kronenraum Baumartenvielfalt, die Totholzmenge und zu einem geringen Teil der Kronenschluss die entscheidenden Faktoren. Im Unterholz hingegen war der Einfluss der Baumartenvielfalt geringer und die Distanz zum Waldrand und der Kronenschluss besonders wichtig. Insgesamt waren die Effekte von Baumartenvielfalt im Unterholz indirekter und im Kronenraum direkter. Um Konsequenzen von Waldfragmentierung umfangreich zu verstehen, ist es nicht nur notwendig den Einfluss von Randeffekten, Baumartenvielfalt und Straten zu berücksichtigen, sondern auch die Eigenschaften (z. B. Körpergröße) und die Habitataffinität der beobachteten Arten. Diese Arbeit zeigt, dass eine erhöhte Baumartenvielfalt in zentraleuropäischen Wäldern zum Erhalt der Biodiversität von Pflanzen und Arthropoden beitragen kann. Das allein ist jedoch nicht ausreichend, da auch gezeigt wurde, dass einzelne Arten buchendominierte Wälder bevorzugen und es Unterschiede in der Artenzusammensetzung zwischen den verschiedenen Baumartendiversitätsstufen gibt. Dies hebt die Bedeutung des Erhalts alter Buchenwälder, verankert in den UNESCO-Welterbeflächen „Buchenurwälder in den Karpaten und alte Buchenwälder in Deutschland“, als besondere Schutzaufgabe hervor.

Neste trabalho foi avaliada a variação espacial da regeneração natural das espécies nativas no sub-bosque de um povoamento de Eucalyptus saligna Smith. localizado na Estação Experimental de Itatinga do Departamento de Ciências Florestais da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de São Paulo, que vem sendo manejado ha 50 anos pelo sistema de talhadia simples. A Estação Experimental de Itatinga ocupa uma área aproximada de 675 ha localizados na região fisiográfica denominada Planalto Ocidental Paulista. O uso da terra é caracterizado pelos plantios monoculturais de espécies exóticas, principalmente Eucalyptus sp. e Pinus sp., e fragmentos florestais naturais representativos de floresta estacional semidecidual, floresta ripária, cerradão e cerrado, em diferentes níveis de perturbação. A área experimental compreende 2 sítios distantes entre si em aproximadamente 250 metros e com desnível topográfico de 30 metros, diferenciados principalmente pela fitofisionomia da vegetação, declividade do terreno e pelas diferentes características de fertilidade e capacidade de retenção hídrica dos solos. Foram alocadas aleatoriamente 8 parcelas permanentes de 625 m 2 em cada sítio. Em cada parcela foi realizado o inventário das espécies nativas arbóreas ou arbustivas em via de regeneração, abrangendo os indivíduos com altura maior que 1,5 metros, bem como as brotações das cepas de Eucalyptus saligna existentes. No sítio de solo Latossolo Vermelho Amarelo (LVA), que apresentou área basal média de 6,12 m 2 /ha para as brotações das cepas de Eucalyptus saligna, foram amostrados 92 indivíduos distribuídos em 24 espécies, com destaque para Pouteria torta, Didymopanax vinosum, Ouratea spectabilis , Piptocarpha rotundifolia , Pouteria ramiflora e Anadenanthera falcata. No sítio de solo Latossolo Vermelho (LV), que apresentou área basal média de 13,81 m 2 /ha para as brotações das cepas de Eucalyptus saligna, foram amostrados 991 indivíduos, distribuídos em 90 espécies com destaque para Copaifera langsdorffii, Psychotria sessilis , Pithecolobium incuriale, Myrcia rostrata e Actinostemum communis. No total foram identificadas 107 espécies, sendo 7 espécies comuns aos dois sítios, distribuídas em 72 gêneros e 34 famílias. Os índices de diversidade de Shannon-Wienner (H’) obtidos para o sítio LVA e LV foram respectivamente 2,51 e 3,75. Embora os dois sítios estudados estejam espacialmente próximos, as diferenças com relação a quantidade de indivíduos amostrados e o número de espécies identificadas foram significativas. Analisando-se os resultados pode-se concluir que as variações quantitativas e qualitativas da regeneração natural entre os dois sítios dependem principalmente das condições de umidade e fertilidade do solo. A influência das brotações do Eucalyptus saligna ocorre principalmente no sítio LV em decorrência das condições microclimáticas determinadas pelo dossel desuniforme existente, promovendo diferentes condições de sombreamento e umidade do ar e do solo, as quais possibilitaram o crescimento de espécies de diferentes estádios de sucessão. No sítio LVA, onde as brotações de Eucalyptus saligna ocorreram em menor densidade e tamanho, promovendo menor variação nas condições microclimáticas, pode-se concluir que houve pequena influência sobre a regeneração natural. / This study was carried out to evaluate the spatial variation of the native species naturally regenerating in Eucalyptus saligna stand understory. This stand which is located at Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de São Paulo (Itatinga Experimental Station, Forest Sciences Department), has been managed through lopping system for fifty years. The Itatinga Experimental Station, with an area of 675 hectares, is located on the physiographic region named São Paulo West plateau. This region is characterized by monoculture plantations of exotic tree species, mainly Eucalyptus sp and Pinus sp, besides representative remnants of natural forest formations like semideciduos seasonal forest, riparian forest and savannah (Cerradão e Cerrado) with different dis turbance degrees. The experimental area encompasses two sites separated from each other around 250 m, differing 30 m in altitude. These two sites are different mainly in phytophysionomy, land slope and soil fertility and soil hydric retention capacity. Eight permanent plots of 625 m 2 in each site (LVA and LV) were randomly sampled. The woody species individuals with height equal or bigger than 1,5 m and the Eucalyptus saligna coppicings were surveyed in each plot. On the LVA site, with an average basal area of Eucalyptus coppicings of 6,12 m 2 /ha, 92 individuals were sampled, distributed in 24 species and the most important ones were Pouteria torta, Didymopanax vinosum, Ouratea spectabilis, Piptocarpha rotundifolia, Pouteria ramiflora and Anadenanthera falcata. On the LV site, 991 individuals were sampled, distributed in 90 species and the most important ones were Copaifera langsdorffii, Psychotria sessilis, Pithecolobium incuriale, Myrcia rostrata and Actinostemum communis. A total of 107 species were identified and 7 species were common to both sites, distributed into 72 genera and 34 families. The Shannon-Wiener (H´) diversity indexes obtained for LVA and LV site were respectively 2.51 and 3.75. Although both studied sites were close to each other, the differences related to the abundance of the sampled individuals and the number of species were significant. Based upon the results it is possible to conclude that the quantitative and qualitative variations of the natural regeneration between the two sites depend mainly on the soil humidity and fertility. The Eucalyptus saligna influence occurs mainly on site LV due to the different microclimate conditions promoted by the uneven canopy, generating different conditions of shading, soil and air humidity, allowing the growth of species of different successional stages. At the LVA site, were the Eucalyptus saligna coppicing were at a smaller density and size, promoting a smaller variation at the microclimatic conditions, we may conclude that the influence at the natural regeneration was also smaller.

O objetivo principal deste trabalho foi identificar os principais fatores abióticos e bióticos correlacionados com a distribuição da abundância e riqueza de hemiepífitos primários, secundários e lianas rizo-escandentes, sinúsias que carecem de estudos, em um gradiente altitudinal na Floresta Atlântica sul-brasileira. Alocamos 15 unidades amostrais no total (de 400 m2 cada), distribuídas nas porções inferior (200 - 250 m a.n.m.), média (380 - 430 m) e superior (670 - 720 m) de um gradiente altitudinal no nordeste do Rio Grande do Sul. Amostramos em cada parcela a abundância de cada espécie, a porcentagem de árvores colonizadas por cada sinúsia e as seguintes variáveis explanatórias: abertura do dossel, composição do solo e densidade de árvores com DAP ≥ 5 e 20 cm; e para cada cota altitudinal, a temperatura e precipitação média anual. Utilizamos modelos lineares generalizados para analisar a influência das variáveis na abundância das sinúsias. Encontramos que as variáveis climáticas (precipitação e temperatura) foram as principais variáveis explanatórias relacionadas com variação na abundância e riqueza das três sinúsias analisadas. As distintas formas de vida apresentaram diferenças na intensidade da resposta às variáveis. Foi registrado um aumento de quatro vezes na abundância de hemiepífitos secundários e de praticamente duas vezes para lianas rizo-escandentes, entre a porção inferior e a superior do gradiente, correlacionando-se positivamente com o aumento da precipitação e umidade. A riqueza total de espécies apresentou um decréscimo na porção superior do gradiente, que foi correlacionado ao decréscimo da temperatura. Os resultados encontrados corroboram trabalhos anteriores, com outros grupos vegetais e animais, que afirmam que as variáveis climáticas são as preditoras de primeira ordem da distribuição das espécies e reforçam a necessidade de se analisar distintas formas de vida, pois estas tendem a responder de modo distinto aos fatores ambientais. / The main aim of this study was to analyze the major abiotic and biotic factors correlated with distribution, abundance and richness of primary and secondary hemiepiphytes and root-climbing lianas along an altitudinal gradient of the South Brazilian Atlantic Forest. Fifteen 400-m² square sample plots within three altitudinal levels at the slope of Serra Geral in north-eastern Rio Grande do Sul were defined. Abundance of all species, the percentage of host trees colonized by each synusia, and explanatory variables canopy openness, soil composition and tree density with DBH ≥ 5 and ≥ 20 cm were recorded for each sample plot. Mean annual air temperature and rainfall were recorded for each altitudinal level. Climatic variables (precipitation and temperature) were the main explanatory variables related with the variation in abundance and richness in the three synusiae studied. The three life forms showed different intensities in their response to these variables. The abundance of secondary hemiepiphytes increased up to four times from the lower to upper altitudinal levels, while root-climbing lianas increased almost twice in the same direction, following an increase in precipitation and humidity. Total species richness decreased toward the upper level of the gradient correlated with lower temperatures and colder winter months. Our results corroborate previous studies on other taxonomic groups, which indicate that climatic variables are first-order predictors for species distribution and reinforce the importance to study different life forms, because these may respond in distinct ways to environment factors.