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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.41.2020.tde-18112019-101357
Documento
Autor
Nome completo
Marcelo Petratti Pansonato
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2019
Orientador
Banca examinadora
Martini, Adriana Maria Zanforlin (Presidente)
Ivanauskas, Natalia Macedo
Muller, Sandra Cristina
Scudeller, Veridiana Vizoni
Título em português
Fatores determinantes dos padrões de similaridade, distribuição e abundância de árvores em dois ambientes da Mata Atlântica
Palavras-chave em português
Diversidade beta
Ecologia de comunidades
Restinga
Resumo em português
Compreender quais os fatores que determinam mudanças na distribuição e abundância das espécies em florestas tropicais e subtropicais é um dos temas centrais da ecologia vegetal. Um dos padrões que ocorrem consistentemente em comunidades ecológicas é o decaimento da similaridade com a distância geográfica. No entanto, diferentes condições abióticas e bióticas podem afetar o decaimento da similaridade e os padrões de abundância e distribuição das espécies. Nesse contexto, as regiões costeiras da Mata Atlântica representam um sistema de estudo bastante adequado para a análises dessas questões. Nessas regiões, existem dois ambientes contrastantes que ocorrem de forma contígua ao longo de toda a extensão latitudinal da Mata Atlântica, as florestas de restinga, consideradas um ambiente recente e restritivo ao desenvolvimento vegetal e as florestas ombrófilas densas, considerada um ambiente antigo e menos restritivo. Nesse estudo, primeiro avaliamos as mudanças na composição de espécies de árvores ao longo do espaço geográfico e quais fatores determinam essas mudanças e, em seguida, investigamos como as populações dessas espécies variam em suas abundâncias e na maneira que se distribuem em diferentes ambientes. No primeiro capítulo estudamos os efeitos relativos da distância geográfica, do clima e do potencial de dispersão das espécies em dois ambientes (que apresentam contrastes edáficos e de idade geológica) sobre a similaridade de espécies de árvores entre diferentes locais da região costeira da Mata Atlântica. Encontramos que a similaridade na composição de espécies varia bastante entre os tipos de ambiente estudados e que o efeito dos diferentes fatores considerados pode mudar não só entre os ambientes, mas também entre os setores biogeográficos norte e sul da Mata Atlântica. Embora esperássemos que o ambiente recente e mais restritivo apresentasse uma composição de espécies mais homogênea, encontramos uma menor similaridade de espécies nesse ambiente em relação ao ambiente antigo e menos restritivo. O potencial de dispersão das espécies contribuiu para aumentar a similaridade entre locais mais distantes entre si, conforme mostrado pela sua interação com a distância geográfica. No entanto, essa relação foi encontrada no ambiente mais recente do setor sul da Mata Atlântica e no ambiente mais antigo do setor norte. Nossa principal conclusão é que estudos que utilizam apenas dados climáticos e inferem o efeito da dispersão sobre a similaridade com base no efeito da distância geográfica, podem superestimar o efeito do clima. No segundo capítulo investigamos como as populações das espécies arbóreas variam em suas abundâncias locais e regionais, e em sua amplitude de distribuição nos dois tipos de ambiente. Também analisamos se algumas características dessas espécies se relacionam com os padrões observados. Encontramos que diferenças nos padrões de distribuição e abundância das espécies ocorrem tanto em escalas locais como regionais. Constatamos um efeito marcante de diferenças edáficas e de idade geológica sobre as populações de diversas espécies. Muitas espécies que ocorrem com baixa abundância e/ou tem distribuição restrita no ambiente antigo e menos restritivo podem ocorrer com abundâncias mais altas no ambiente recente e restritivo. O efeito dos atributos funcionais foi mais pronunciado na abundância regional do que na abundância local das espécies. O atributo que melhor caracterizou as espécies que ocorrem em maiores abundâncias no ambiente mais restritivo foi a menor área foliar das espécies. No ambiente mais antigo, maiores potenciais de dispersão se relacionaram com distribuições regionais mais amplas. Concluímos que a menor riqueza de espécies - métrica muitas vezes considerada na delimitação de áreas a serem conservadas - existente no ambiente mais restritivo não significa que ele não deva ser priorizado, uma vez que grandes populações de espécies que são pouco abundantes no ambiente de maior riqueza podem ser encontradas nesses locais menos diversos. Nosso estudo revelou alguns padrões que trazem novas informações sobre os fatores que estruturam comunidades e populações de árvores em florestas tropicais e subtropicais. O uso desse sistema de estudo composto por dois ambientes contrastantes, mas contíguos, na Mata Atlântica, nos permitiu verificar que diferenças interespecíficas no potencial de dispersão das espécies arbóreas é um processo importante para as relações florísticas e que deve ser considerado em estudos futuros. Por fim, a conservação das espécies arbóreas da Mata Atlântica será beneficiada se também for dada prioridade aos ambientes associados às planícies costeiras
Título em inglês
Drivers of tree similarity, distribution and abundance in two environments of the Atlantic Rainforest
Palavras-chave em inglês
Beta-diversity
Community ecology
White-sand forest
Resumo em inglês
Understanding the drivers of change in species distribution and abundance in tropical and subtropical forests is one of the central themes in plant ecology. One of the most consistent pattern of ecological communities is the decay of similarity with geographic distance - the distance decay. However, different abiotic and biotic conditions may affect the patterns of distance decay, species abundance, and species distribution. In this context, the coastal regions of the Atlantic Forest represent a study system well suited to investigate these issues. In these regions, there are two contrasting environments that occur contiguous throughout the entire latitudinal extension of the Atlantic Forest: the restinga forests, considered a recent and harsh environment to plant development and dense ombrophilous forests, considered an old and less restrictive environment. In this study, we first evaluated the changes in composition of tree species along the geographic space and the factors that determine these changes, then we investigated how species populations vary in their abundances and distributions in these environments. In the first chapter we studied the relative effects of geographic distance, climate and species dispersal ability in two environments (which present edaphic and geological age contrasts) on tree species similarities between different sites in the coastal region of the Atlantic Forest. We found that similarity in species composition varies greatly among the environment types and the effect of different factors considered can change not only between the environments, but also between the northern and southern biogeographic regions of the Atlantic Forest. Although we expected the recent and harsher environment to have a more homogeneous species composition, we found a lower species similarity in this environment than in the old and less restrictive environment. The dispersal ability of the species contributed to increase the similarity between sites that are far from each other, as shown by their interaction with geographic distance. However, this relationship was found in the most recent environment in the southern sector of the Atlantic Forest and in the oldest environment of the northern sector. Our main conclusion is that studies that use only climate data and infer the effect of dispersal on similarity based only on the effect of geographic distance can overestimate the effect of climate. In the second chapter, we investigated how tree species populations vary in their local and regional abundances, and in their range of distribution in both types of environment. We also analyze if some functional traits of these species are related to the observed patterns. We found that differences in patterns of species distribution and abundance occur at both local and regional scales. We found a striking effect of edaphic and geological age differences on several species populations. Many species that occur with low abundance and/or have restricted distribution in the old and less restrictive environment may occur with higher abundances in the recent and harsh environment. The effect of functional traits was more pronounced on regional abundance than on local species abundance. The trait value that best characterized the species that occur with greater abundances in the most restrictive environment was the small leaf area. In the older environment, greater dispersion ability was related to wider regional distributions. We conclude that the lower species richness - metric often used in the delimitation of areas to be conserved - found in the more restrictive environment does not mean that it should not be prioritized, since large species populations that are not abundant in the richest environment can be found in these less diverse environments. Our study has revealed some patterns that bring new information about the drivers that structure tree communities and populations of in tropical and subtropical forests. The use of this study system made up of two contrasting but contiguous environments in the Atlantic Forest allowed us to verify that interspecific differences in the dispersal ability of tree species is an important process for floristic relationships and should be considered in future studies. Finally, the conservation of Atlantic Forest tree species will benefit if priority is also given to environments associated with the coastal plains
 
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Data de Liberação
2021-11-17
Data de Publicação
2020-01-14
 
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