Tor De Ciências Biológicas
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
Universidade Federal do Paraná Setor de Ciências Biológicas Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação VICTOR PEREIRA ZWIENER PADRÕES MACROECOLÓGICOS DE DIVERSIDADE VEGETAL E PRIORIDADES DE CONSERVAÇÃO DA MATA ATLÂNTICA Curitiba 2015 Universidade Federal do Paraná Setor de Ciências Biológicas PADRÕES MACROECOLÓGICOS DE DIVERSIDADE VEGETAL E PRIORIDADES DE CONSERVAÇÃO DA MATA ATLÂNTICA Victor Pereira Zwiener Tese apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Ecologia e Conservação da Universidade Federal do Paraná como requisito parcial à obtenção do grau de Doutor em Ecologia e Conservação. Orientadora: Prof. Dra. Márcia C. M. Marques Coorientador: Prof. Dr. André A. Padial Curitiba 2015 iii Dedico este trabalho aos meus pais, irmãos e a Déa iv AGRADECIMENTOS - À Márcia Marques e André Padial pelas oportunidades, paciência, discussões, confiança e liberdade para desenvolver a tese. - Ao Townsend Peterson e Jorge Soberón pela orientação durante o doutorado sanduíche, pela parceria e ideias que contribuíram muito para minha formação. - Ao Andrés Lira-Noriega, Narayani Barve, Vijay Barve, Lindsay P. Campbell, Jacob C. Cooper pela amizade e auxílio na preparação dos dados, programação, scripting e análises em geral. - À Andrea Macedônio de Carvalho por ajudar na digitação dos trabalhos compilados, pela paciência e incentivo quando as energias e esperanças já estavam acabando. - Ao laboratório de ecologia vegetal da UFPR (LEV) e todos os seus integrantes pela ajuda, amizade, disponiblidade de espaço físico e computadores. - Ao Marcelo Tabarelli, André M. Amorim e seus estudantes e colaboradores por disponibilizar trabalhos de florística e fitossociologia. - Ao Rafael Loyola e Frederico Faleiro pela parceria, sugestões e compartilhamento de dados. - À CAPES pela concessão da bolsa de doutorado. - Ao CNPq pela concessão da bolsa de doutorado sanduíche. - Ao Programa de Pós-graduação em Ecologia e Conservação da UFPR pelo apoio logístico. v SUMÁRIO Lista de Figuras...........................................................................................................vii Lista de Tabelas...........................................................................................................ix Resumo........................................................................................................................x Abstract........................................................................................................................xi 1 Introdução Geral..............................................................................................12 Referências Bibliográficas...............................................................................17 2 Capítulo 1: A importância relativa do nicho ambiental e processos de dispersão na estruturação de metacomunidades de plantas lenhosas em uma floresta tropical megadiversa......................................................................................20 3 Capítulo 2: Prioridades para conservação e restauração da Mata Atlântica em face à mudança climática...........................................................................................56 4 Capítulo 3: Mudanças climáticas como fator determinante de homogeneização biótica: Mecanismos e conseqüências para a conservação de plantas lenhosas na Mata Atlântica.............................................................................................................95 5 Conclusões....................................................................................................130 6 Anexos...........................................................................................................132 Capítulo1........................................................................................................132 Capítulo2........................................................................................................168 vi LISTA DE FIGURAS Introdução Geral Figura 1. Representação esquemática da distribuição de espécies na América do Sul, tomando-se como exemplo a conífera Araucaria angustifolia............................15 Capítulo 1 Figure 1. Location of compiled plant survey studies that evaluated individuals with diameter at breast height ≥ 5cm in the Atlantic Forest...............................................52 Figure 2. Moran’s I correlogram and map of rarefied richness (A); Mantel correlogram and map of species composition turnover (B)............................................................53 Figure 3. Linear regression of observed vs. predicted richness from the best selected General Aditive Model (GAM) (A) and Moran’s I correlogram (B) of predicted richness (circles) and model residuals (triangles).....................................................................54 Figure 4. Redundancy analysis (RDA) triplot of the species composition data constrained by environmental variables, and location of compiled plant survey studies coded in geographic space according to each quarter of the plot.................55 Capítulo 2 Figure 1. Woody plant species richness viewed in terms of summed results of ecological niche models, and geographic distribution of forest remnants in the Atlantic Forest.............................................................................................................92 Figure 2. Nested hierarchical ranking of conservation priorities, current protected areas (PAs) and performance graphs for different management and greenhouse gas emission scenarios forecasted to 2050......................................................................93 Figure 3. Spatial distribution of priorities for conservation targets of 10% (red), 17% (yellow) and 20% (blue) along with current protected areas (PAs) for different management and greenhouse gas emission scenarios forecasted to 2050.............94 vii Capítulo 3 Figure 1. Per-site Range-diversity plot of current woody plant assemblages in the Atlantic forest and geographic associations of high richness-and-small ranges quartile (upper left) and low richness-and-large ranges quartile (lower right).........125 Figure 2. Per-site Range-diversity plot of current woody plant assemblages in the Atlantic forest and corresponding ecorregions.........................................................126 Figure 3. Per-site Range-diversity plot of current woody plant assemblages in the Atlantic forest and projected beta-diversity and maximum covariance lines for assemblages under different climate change scenario............................................127 Figure 4. Means (circles) and standard deviation (horizontal bars) of proportional richness, mean proportional range size and covariance for different Atlantic forest ecoregions under current climatic conditions and different climate change scenarios..................................................................................................................128 Figure 5. Proportional species richness, mean proportional range size and covariance differences among woody plant species assemblages within strict protected areas under current climatic conditions and different climate change scenarios..................................................................................................................129 viii LISTA DE TABELAS Capítulo 1 Table 1. General Aditive Models (GAM) driving species richness of woody plants for compiled survey studies in the Atlantic Forest of Brazil. Only variation of Akaike’s Information Criterium (ΔAICc) ≤ 2 is shown. At the bottom, multi-model inference showing the importance of each predictor variable (sum of AIC weights across GAM models with a given variable).....................................................................................48 Table 2. Variation partitioning of community composition with Redundancy Analysis (RDA) in relation to environment (climate and soil) and space (filters)......................49 Capítulo 2 Table 1. Number of species and average proportion of species ranges remaining, in parenthesis, within top priority sites for different management scenarios.................88 Table 2. Comparisons of representation of each feature between the management scenario of conservation of forest remnants prior to restoration of degraded habitat (conservation prior to restoration) and no a priori definition of action (unconstrained) within top priority sites for different conservation targets in the Atlantic Forest.........89 Table 3. Comparisons of representation of each feature between low and high greenhouse gas emission scenarios within top priority sites for different management scenarios and conservation targets in the Atlantic Forest..........................................90 Capítulo 3 Table 1. Summary of diversity metrics of the entire woody plant assemblage in the Atlantic Forest for projections based on present and future climatic scenarios.......123 ix RESUMO GERAL Os organismos estão distribuídos em diferentes locais e por diferentes extensões geográficas gerando variação na estruturação espacial da biodiversidade. Essa variação é um dos padrões mais antigos e estudados em ecologia e biogeografia, no entanto muitos padrões ainda permanecem obscuros, particularmente nos trópicos onde pouco se sabe sobre os mecanismos que moldam a biodiversidade, restringindo a eficácia de planos de conservação. Esta tese teve como objetivo geral explorar padrões espaciais de diversidade de plantas lenhosas em larga escala e, com base em modelos de nicho ecológico, gerar simulações de planos de conservação da Mata Atlântica