Efeito de mudanças ambientais e de uso sobre a diversidade e abundância de espécies entre escalas

Graduado em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Santa Maria (2004), mestre e doutor em Botânica pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (finalizados em 2007 e 2011, respectivamente). Atualmente professor adjunto do departamento de Ecologia e Zoologia da Universidade Federal de Santa Catarina. Tenho experiência nas áreas de ecologia de populações e comunidades, especialmente de plantas Meu projeto "guarda-chuva" (título acima) pode ser resumido da seguinte forma: Há um paradoxo na conservação da biodiversidade. Enquanto há um declínio global na quantidade de espécies e na abundância de muitas outras, em escalas menores, aumentos significativos são comuns. Esses aumentos se dão em parte por adição de espécies exóticas, ou por promoção da abundância de espécies nativas, levando a aumentos ou reduções substanciais em suas abundâncias e distribuição no espaço. Com isso, tanto a diversidade local (diversidade alfa), quanto a diversidade entre locais (diversidade beta) pode ser alterada. Tendo em vista que as espécies que compõe comunidades ecológicas respondem a um extenso conjunto de fatores ambientais (p. e., clima, solos, recursos) modificações ambientais e ainda ao manejo promovidos por humanos (p. e., fragmentação, perda de habitat, promoção de distúrbios e favorecimento direto), o objetivo geral desta proposta é uma avaliação ora conjunta, ora de subconjuntos dos fatores listados sobre a diversidade e abundância de espécies em diferentes escalas. Os objetivos específicos são 1) avaliar a explicação fornecida por fatores ambientais ou dos usos potenciais por humanos sobre a diversidade e abundância das florestas do sul do Brasil, diagnosticando e propondo estratégias de restauração que enfatizem diferentes métricas da diversidade, especialmente a inclusão da diversidade beta, 3) avaliar efeitos da perda e modificação de habitat sobre a diversidade, composição e abundância de espécies em diferentes escalas, 4) avaliar os efeitos de manejos aplicados a diferentes sistemas sobre a diversidade de grupos-alvo ou do manejo direto de espécies sobre a abundância e estrutura de suas populações. Os resultados previstos permitirão compreender melhor possíveis soluções para o paradoxo da conservação da biodiversidade e conduzirão a reflexões extensas sobre as relações complexas que podem reger padrões de diversidade e abundância de espécies em diferentes escalas. Também devem orientar ações mais efetivas no campo aplicado e na orientação de gestores de unidades de conservação ou influenciando políticas públicas e promovendo a divulgação científica ao público não especialista. Além disso, esta proposta centraliza a execução de subprojetos e a capacitação de estudantes em diferentes níveis de estudo (graduação, mestrado, doutorado e pós-doutorado).

Efeitos da disponibilidade de melato nas interações ecológicas, riqueza e diversidade de aves no sul do Brasil

Me chamo Joana, e atualmente realizo mestrado em Ecologia no divEcon em parceria com o Laboac (Laboratório de Ornitologia e Bioacústica) também da UFSC. Estou desenvolvendo minha pesquisa na área de interações animal-planta. O melato é uma solução de carboidrato secretado por cochonilhas enquanto se alimentam do floema das plantas hospedeiras. O consumo de melato é uma interação estabelecida entre aves e cochonilhas em que o melato pode vir a ser a principal fonte de carboidratos consumidos pelas aves. Aqui descrevemos quais espécies de aves consomem melato produzido por cochonilhas (Hemiptera, Coccoidea) hospedeiras de Mimosa scabrella. Avaliamos a relação entre a disponibilidade de melato e a riqueza e diversidade de aves, e analisamos a contribuição de cada espécie para a diversidade beta (SCBD) em comunidades de aves no sul do Brasil. Localizamos 15 árvores focais e instalamos parcelas circulares (raio = 10 m) ao redor delas. Em cada parcela, contamos a densidade de árvores da espécie hospedeira e ainda a presença de melato em quatro zonas de altura em cada árvore destas como um indicador da disponibilidade de melato. Em seguida, observamos, identificamos e contamos as aves visitantes e de forma concomitante aos registros de consumo direto de melato ou dos insetos possivelmente atraídos pelo melato. Com um esforço amostral de 12 h/parcela (=180 h) Registramos 947 visitas de 39 espécies de aves, das quais 23 se alimentaram de melato e 16 de insetos. Alguns destes registros incluem novas espécies entre aquelas que utilizam esse recurso. No entanto, a riqueza de consumidores de melato diminui com o aumento da disponibilidade de melato e da densidade da árvore hospedeira. Leucochloris albicollis e Setophaga pitiayumi foram as espécies mais comuns e apresentaram valores baixos de SCBD. Isso sugere que tais espécies são oportunistas que dominam o melato como fonte de alimento, especialmente sob alta densidade de árvores hospedeiras. Como a baixa disponibilidade de recursos provavelmente não atrai as espécies mais especialistas e dominantes, a diversidade alfa e beta pode aumentar nessas condições. Por fim, mesmo que diversas aves consumam melato e algumas sejam dominantes, as diferenças locais no nível de disponibilidade parecem permitir que mais espécies acessem esse recurso.

Link para trabalho de conclusão: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/252670

Orientação: Eduardo L. Hettwer Giehl

Coorientação: Guilherme Renzo Rocha Brito

Barragens, transformação dos rios, e consequências sobre a biodiversidade em sistemas socioecológicos locais

A biodiversidade e seus componentes mudam ao longo do tempo e do espaço, resultando em padrões e tendências, alguns destes ainda pouco compreendidos. Apesar disso, a biodiversidade se relaciona com Serviços Ecossistêmicos, ou Contribuições da Natureza para as Pessoas (CNPs), por meio do funcionamento dos ecossistemas. A alteração de processos ecológicos, a exemplo de mudanças no fluxo dos rios através da construção de barragens, é um exemplo crítico de alteração de processos ecológicos, que impacta os padrões de biodiversidade e consequentemente, as CNPs. As comunidades humanas locais tendem a detectar mudanças nas CNPs, impactos nos seus modos de vidas e, consequentemente sobre os sistemas socioecológicos locais atingidos por barragens. Neste sentido, o objetivo central deste trabalho é avaliar os efeitos da construção de barragens sobre a diversidade ribeirinha arbórea em sistemas socioecológicos atingidos por barragens, na Bacia do Rio Canoas, Santa Catarina, Brasil. O objetivo específico referente ao primeiro capítulo da tese, é de avaliar o efeito perda de habitat, tempo de barramento, tipo de alteração de regime do rio (jusante e montante de barramentos), e, da interação entre eles sobre as mudanças na diversidade arbórea local e regional de árvores em ambientes ribeirinhos, ao longo do tempo. A coleta de dados está sendo realizada na porção atingida por três Usinas Hidrelétricas de grande porte (UHEs) na Bacia do Rio Canoas, em ambientes ribeirinhos com predominância de Floresta Ombrófila Mista.

Orientação: Eduardo L. Hettwer Giehl

Coorientação: Nivaldo Peroni

Efeitos da implementação de barragens e projetos de compensação sobre comunidades de florestas ribeirinhas na bacia do Rio Canoas

Para compreensão das tendências da biodiversidade sob efeito de ambientes antrópicos é importante considerar diferentes aspectos da diversidade biológica e medição em diferentes escalas espaciais. O presente estudo tem como objetivo avaliar a influência do rio sob a composição florística e estrutura das comunidades arbóreas de florestas ribeirinhas local e regionalmente e avaliar espécies propostas para a restauração ecológica. Para isso, foram amostradas 142 parcelas de 10 ? 10 m nas margens da Bacia do Rio Canoas, em locais com e sem barragens implantadas, e em fragmentos de diferentes tamanhos. Todos os indivíduos arbóreos com PAP ? 15 cm foram amostrados e identificados. A distribuição da abundância das espécies foi categorizada em dominantes, subdominantes e raras para cada um dos setores do rio (montante e jusante de cada barragem) e nos diferentes habitats (margem e distante). Para análise das diferenças e semelhanças da composição e abundância relativa de espécies entre os diferentes setores e habitats, foi realizada uma análise de ordenação para a visualização das diferenças e seguida de um teste multivariado para determinar quais comunidades eram diferentes. Para analisar a relação entre as comunidades plantadas nos projetos de compensação ambiental em relação à composição de espécies aqui encontrada, realizamos uma nova ordenação com dados de presença ou ausência das espécies. Amostramos 2376 indivíduos e 139 espécies. Em escala local, os padrões de composição e abundância de espécies dos fragmentos indicam um processo de homogeneização das comunidades arbóreas em áreas com barragens. Esse efeito está relacionado com a perda de habitat florestal da beira do rio, causada pelo alargamento do rio a montante das barragens. Em escala regional, a nova condição ambiental ocasionada pelos barramentos sugere um processo de heterogeneização entre os diferentes setores. Porém, não é compreendido se tais distinções entre as comunidades estão sob transição para um processo de homogeneização, sendo necessário acompanhamento da dinâmica dessas florestas. Também em escala regional, foram plantadas novas comunidades arbóreas nos projetos de compensação ambiental e estas são muito distintas das comunidades encontradas na região. Nelas não são consideradas a composição dos diferentes habitats florestais, além de serem usadas listas com baixa riqueza de espécies. Logo as comunidades plantadas tendem a gerar homogeneização em médio ou longo prazo, além da inefetividade em termos de restauração ecológica. Como proposta de espécies potenciais para restauração ecológica na região, foi organizado uma lista de espécies para os diferentes setores e habitats do rio e categorizadas como dominantes, subdominantes e raras, encontrada no material suplementar.

Link para trabalho de conclusão: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/242915

Orientação: Eduardo L. Hettwer Giehl

Coorientação: Mariah Wuerges

Influência do uso humano e fatores ambientais sobre a diversidade alfa e beta em fragmentos florestais de Santa Catarina

A Mata Atlântica é considerada um hotspot de biodiversidade, devido ao alto grau de endemismo e ameaça, sendo a perda de habitat gerada por ações antrópicas um dos principais fatores que conduzem à perda de biodiversidade. Como projeto de pesquisa, pretendo avaliar a influência do uso humano e de fatores ambientais sobre a estrutura de comunidades florestais em Santa Catarina, e como isso se reflete nas diversidades alfa e beta, considerando aspectos taxonômicos, funcionais e filogenéticos. Com este estudo, tenho como objetivo contribuir para a construção de conhecimento acerca dos processos que afetam a diversidade de remanescentes florestais, podendo contribuir para o processo de tomada de decisões em ações de conservação e restauração.

Orientação: Ilyas Siddique

Coorientação: Eduardo L. Hettwer Giehl

Relações entre distúrbios e diversidade em comunidades de plantas

Orientação: Eduardo L. Hettwer Giehl

Auxílio a Construção do Site do PELD-BISC

Atualmente sou bolsista em Iniciação Científica pelo laboratório de Diversidade e Conservação (divEcon) em parceria com o Programa de Pesquisa Ecológicas de Longa Duração: biodiversidade de Santa Catarina (Peld | Bisc), atuando na alimentação e estruturação do site do projeto. Sou responsável pelo teste do site, pelo cadastro de participantes e pela alimentação do site com as pesquisas realizadas pelo programa.

Orientação: Eduardo L. Hettwer Giehl

Coorientação: Mariah Wuerges

Orientação: Eduardo L. Hettwer Giehl

Coorientação: Mariah Wuerges

Diversidade do componente arbóreo das florestas da Ilha de Santa Catarina e relações com o contexto ambiental local

Me chamo Maria Eduarda Machado, tenho 25 anos e atualmente me encaminho para a reta final da Graduação em Ciências Biológicas - Licenciatura. Ao conhecer o laboratório observei uma oportunidade incrível de poder realizar uma pesquisa direcionada à Floresta Ombrófila Densa presente na Ilha de Santa Catarina. Então estou iniciando minha linha de pesquisa na área da ecologia relacionando a diversidade presente em alguns fragmentos de Floresta e a possível relação com o contexto ambiental local.

Orientação: Eduardo L. Hettwer Giehl

Distúrbios e diversidade: avaliação experimental dos efeitos do fogo e do pastejo sobre os campos do Planalto Catarinense, sul do Brasil

Bolsista de Iniciação Científica em parceria com o Programa de Pesquisa Ecológicas de Longa Duração: biodiversidade de Santa Catarina (Peld | Bisc). Ajudo a desenvolver a pesquisa sobre distúrbios e diversidade, atuando na avaliação experimental dos efeitos do fogo e do pastejo sobre os campos do Planalto Catarinense, sul do Brasil.

Orientação: Eduardo L. Hettwer Giehl

Efeito do regime de distúrbios e de condições ambientais sobre a regeneração de Araucaria angustifolia e comunidades de plantas beneficiárias no Sul do Brasil

Estudos no nível de populações podem contribuir para o entendimento de comunidades, especialmente o estudo de populações de espécies-chave. Araucaria angustifolia, ou araucária, é considerada como espécie-chave, em parte por seu efeito facilitador para outras espécies lenhosas. No nível populacional, a abundância dos estágios de desenvolvimento da araucária pode ser modulada por uma série de condições ambientais e pelo tipo de manejo que é aplicado aos ambientes (com pastejo e fogo ou evitação destes distúrbios). Por outro lado, onde araucárias adultas conseguem se estabelecer, o efeito facilitador propiciado por elas pode ser ainda regulado pelo tipo de manejo e pela intensidade de distúrbios. O principal objetivo do primeiro capítulo desta dissertação foi avaliar quais variáveis ambientais afetam a abundância dos estágios de desenvolvimento da araucária e como o tipo de manejo modifica, direta ou indiretamente, condições ambientais e a abundância de indivíduos nesses estágios. Nossa hipótese é que combinações de variáveis ambientais e distúrbios como os que promovem o aumento da luminosidade, deverão favorecer a regeneração da araucária. Para isso, selecionamos áreas no Parque Nacional de São Joaquim já indenizadas (áreas com um manejo do tipo ?antidistúrbio?, i.e., sem pastejo e fogo) e áreas não indenizadas (propriedades privadas onde o manejo tradicional é utilizado, i.e. com pastejo e fogo). Nas transeções instaladas, e que cobriam campos, arbustais e florestas, coletamos dados da abundância de indivíduos de araucária nos estágios de plântula, juvenil I, juvenil II e adultos; além de variáveis ambientais: profundidade de solo, cobertura por rocha, inclinação do terreno e abertura do dossel. Nossa hipótese foi avaliada com modelos de equações estruturais bayesianas. Nossos resultados indicam que a inclinação e a abertura do dossel afetam a abundância dos estágios de desenvolvimento de araucária e, portanto, a regeneração da espécie, e que o tipo de manejo pode ainda modificar as condições ambientais e, assim, também afetar a regeneração de araucária. No segundo capítulo o principal objetivo foi avaliar se eventos de fogo de grande intensidade poderiam desestruturar as comunidades de plantas lenhosas beneficiárias do efeito facilitador de araucárias adultas. Nossa hipótese é que eventos de fogo de grande intensidade desestruturam as comunidades de plantas e reduzem sua abundância, diversidade, além de modificar a composição das comunidades lenhosas beneficiárias do efeito facilitador da araucária. Para isso, coletamos dados em dois locais, em dois momentos no tempo. A primeira coleta havia sido realizada anteriormente, entre 2015-2016, por Sühs, R.B. e colaboradores, e a segunda foi realizada nos mesmos locais em janeiro de 2021, após a ocorrência de incêndios de grande intensidade em outubro de 2019 e maio de 2020. Em um dos locais, o manejo antidistúrbio é utilizado (sem pastejo e sem fogo) e no outro o manejo tradicional (com pastejo e fogo) é utilizado. Registramos a identidade e o número de indivíduos de regenerantes de espécies lenhosas com 30 a 200 cm de altura, abaixo da copa de cada araucária selecionada e em áreas adjacentes, sem o efeito das copas. Em cada caso, alocamos quadrados para obter as variáveis ambientais de cobertura por rochas e por arbustos e volume de gramíneas, além de medir a altura em que o fogo atingiu cada araucária, como um proxy para a intensidade do fogo. Nossa hipótese foi testada através de modelos lineares generalizados mistos (GLMM), tendo a riqueza de espécies ou abundância de plântulas lenhosas como variável de resposta e modelos lineares generalizados multivariados (GLMmv) utilizando a composição de espécies da comunidade como variável resposta. Os modelos selecionados derivaram de um completo, pela exclusão de relações não significativas. Nossa hipótese foi corroborada uma vez que a altura do fogo diminuiu a abundância e riqueza, além de levar a mudanças na composição das comunidades lenhosas beneficiárias. Identificamos ainda que o efeito facilitador da araucária pode ser reduzido sob os distúrbios do manejo com pastejo e fogo. Nossos resultados apontam ainda que a altura do fogo, a interação entre cobertura por arbustos e altura do fogo, e cobertura de rochas são importantes para explicar a abundância, riqueza e composição das comunidades beneficiárias após o fogo. Ademais, o manejo regular com fogo e pastejo além da retirada de arbustos reduz a biomassa disponível para queima, o que pode fazer com que o fogo alcance menores intensidades. Tanto as populações de araucária, quanto as comunidades de plantas sob seu efeito facilitador podem ser moduladas pelas condições ambientais e por distúrbios. O tipo de manejo aplicado modifica essas condições e modula a intensidade do fogo, levando a diferenças na abundância, riqueza e composição da vegetação.

Link para trabalho de conclusão: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/249856

Orientação: Eduardo L. Hettwer Giehl

Coorientação: Rafael Barbizan Sühs

Estrutura populacional, distribuição espacial e dispersão de Euterpe edulis Mart. em Mata Atlântica do Interior

A conversão e degradação de hábitats são graves ameaças à integridade ecológica, e têm impactos diretos e indiretos sobre os organismos. Os impactos indiretos podem ocorrer por meio de alterações nas condições ambientais, pela perda de interações mutualísticas, ou ambos. Plantas que dependem da fauna para dispersão são especialmente afetadas pela degradação ambiental esse é o caso de Euterpe edulis Mart. (Arecaceae). Apesar da espécie ser bastante estudada, poucos trabalhos integraram desde características do ambiente até gargalos potencialmente resultantes de interações bióticas aos dados de estrutura de suas populações. Assim, o principal objetivo deste trabalho foi avaliar quais os efeitos da degradação ambiental sobre a estrutura populacional, distribuição espacial e dispersão de E. edulis na Mata Atlântica do Interior. Inicialmente, selecionamos dois remanescentes florestais com distintos graus de degradação na região oeste do Paraná, onde coletamos a densidade de recrutas a distâncias crescentes de indivíduos adultos de E. edulis selecionados. Para avaliar a dispersão efetiva da espécie, realizamos uma amostragem similar sob a copa de grandes árvores, que poderiam estar sendo utilizadas como poleiros por aves. Observamos que no local sob maior grau de degradação, os recrutas se distribuíram de forma mais agregada e sob maiores densidades próximo aos parentais, o que aponta para uma baixa atividade de dispersores neste local. Por outro lado, observamos uma distribuição de recrutas de E. edulis sob a copa de grandes árvores, o que sugere que a dispersão está ocorrendo em ambos os remanescentes. Então, passamos a buscar quais eram os fenômenos responsáveis por estes padrões observados. Para isso, combinamos desde características do ambiente até gargalos potencialmente resultantes de interações bióticas aos dados de estrutura populacional para melhor entender a viabilidade de populações da espécie, testando uma hipótese de regulação populacional em função da integridade ecológica. Para testar esta hipótese, utilizamos um Modelo de Equações Estruturais Bayesiano para avaliar os efeitos da integridade ecológica, medida por meio de um índice, sobre o destino das sementes e sobre a abundância de recrutas de E. edulis em quatro remanescentes florestais localizados na região da Mata Atlântica do Interior (Paraná, Brasil). Nossa hipótese principal foi corroborada, uma vez que encontramos relações diretas e indiretas entre a integridade do habitat e a estrutura populacional de E. edulis. Segundo nossos modelos, a predação e o número de sementes disponíveis diminuíram com o aumento da integridade do habitat. Já para a abundância de indivíduos Imaturos, a relação com a integridade foi positiva. Estes resultados sugerem diferentes gargalos para o estabelecimento de indivíduos de E. edulis, especialmente relacionados a fatores bióticos para estágios de desenvolvimento mais iniciais e às condições ambientais para indivíduos mais velhos.

Link para trabalho de conclusão: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/242638

Orientação: Eduardo L. Hettwer Giehl

Coorientação: José Flávio Cândido Junior

Efeitos do regime de fogo e do contexto ambiental n a diversidade dos campos do Planalto Serrano Catarinense, sul do Brasil

A ocorrência e a diversidade de ecossistemas podem ser definidas pelo regime de distúrbios e contexto ambiental. Fatores abióticos e interações bióticas locais podem influenciar a diversidade de espécies. O regime de distúrbios com queimas recorrentes e pastejo por gado doméstico promove a ocorrência e permanência de campos em mosaicos campestres-florestais. Esse regime de distúrbios é aplicado por produtores rurais, mas impedido em unidades de conservação. A aplicação de um manejo antidistúrbio pode levar ao domínio dos campos por poucas espécies, e ao acúmulo de necromassa, a qual diminui o espaço disponível nas comunidades herbáceas e aumenta a inflamabilidade. Além disso, outras condições ambientais locais podem interagir com distúrbios para determinar a organização de comunidades de plantas campestres. Desta forma, nosso objetivo foi avaliar possíveis fatores estruturadores da diversidade da vegetação e verificar a influência do regime de fogo e do contexto ambiental local sobre os campos de altitude, no sul do Brasil. Nossa hipótese é que a diversidade de espécies seja maximizada em locais com regime de fogo bianual, pois evita o acúmulo de necromassa, permitindo maior diversidade de espécies. Realizamos o estudo em campos de altitude no Parque Nacional de São Joaquim. Amostramos um terreno em 336 quadrados de 1 × 1 m, distribuídos em 28 parcelas de 70 × 70 me agrupadas em 7 blocos. Para os quadrados, obtivemos dados de volume de biomassa e necromassa, profundidade do solo, cobertura de rochas, solo descoberto, informação do terreno, índice de carga térmica e quantidade de esterco bovino (variáveis ambientais locais). Para as parcelas, obtivemos dados de frequência e recorrência de fogo a partir de imagens de satélite nos últimos 32 anos e tempo sem fogo (regime de fogo). Avaliamos a diversidade alfa como a riqueza de espécies e o domínio de espécies com o índice de Simpson por quadrado. Verificamos ainda a relação entre volume de necromassa com a dominância de espécies. Por último, avaliamos a diversidade beta obtendo a divisão dos componentes de troca de espécies e diferença na riqueza por quadrado. A diversidade alfa, beta e dominância foram modeladas em função das variáveis ambientais locais e do regime de fogo com modelos lineares generalizados mistos. Em relação à diversidade alfa, nossos resultados revelaram que o volume de necromassa, dominância de espécies e apenas descobertas se relacionaram com a riqueza de espécies. O tempo sem fogo, biomassa e solo descoberto tiveram relação positiva com a dominância, enquanto a informação do terreno, relação negativa. Por fim, a necromassa teve relação positiva com a dominância. O componente com maior contribuição para a diversidade beta foi a troca de espécies, que foi relacionada com necromassa, biomassa, profundidade do solo e cobertura da rocha.Nossos resultados indicam que tanto o fogo quanto os fatores ambientais locais estruturam as comunidades campestres. A relação negativa entre necromassa e riqueza de espécies indica que evita distúrbios, como fogo e pastejo, reduz indiretamente a diversidade campestre pelo acúmulo de necromassa. Ao mesmo tempo, fatores locais como profundidade do solo, afloramentos de rochas e características do terreno fornecem espaços diferentes para a ocorrência de novas espécies. Tal entendimento sobre padrões de diversidade e fatores estruturadores permitirá elaborar práticas de manejo mais adequadas à conservação da diversidade dos campos.

Link para trabalho de conclusão: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/254138

Orientação: Eduardo L. Hettwer Giehl

Coorientação: Rafael Barbizan Sühs

Orientação: Eduardo L. Hettwer Giehl