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Tese de mestrado em Ecologia e Gestão Ambiental, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2020 Submitted by Cristina Manessiez (camanessiez@fc.ul.pt) on 2021-05-28T15:33:01Z No. of bitstreams: 1 ulfc126346_tm_Inês_Bento.pdf: 3878911 bytes, checksum: aec60e633b154861b8ade6eb30504281 (MD5) Made available in DSpace on 2021-05-28T15:33:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ulfc126346_tm_Inês_Bento.pdf: 3878911 bytes, checksum: aec60e633b154861b8ade6eb30504281 (MD5) Previous issue date: 2020

Por que algumas espécies são amplamente distribuídas enquanto outras possuem estreita amplitude de distribuição? Essa questão há muito tempo tem motivado ecólogos a tentar entender as distribuições das abundâncias das espécies e como essas distribuições estão ligadas às tolerâncias das espécies. Espera-se que, em comunidades de plantas, a composição e a abundância das espécies variem de acordo com as tolerâncias individuais para diferentes condições climáticas, resultando em um menor número de espécies fisiologicamente tolerantes a condições mais estressantes e amplamente distribuídas no gradiente climático. Essa ideia é predita pela hipótese da tolerância fisiológica. A Mata Atlântica possui grande variação latitudinal e altitudinal, capturando gradientes relacionados com precipitação e temperatura, sendo assim uma ótima área de estudo para avaliar limites climáticos de espécies arbóreas. Uma maneira para classificar as tolerâncias das espécies e também identificar sob quais condições as espécies alcançam maior abundância (afiliação) é mapear suas distribuições através de gradientes climáticos, utilizando inventários florísticos. Diante desse contexto, nesta dissertação objetivamos investigar as amplitudes da distribuição de espécies arbóreas na Mata Atlântica ao longo de gradientes de temperatura e precipitação, bem como suas afiliações climáticas. Utilizamos dados de comunidades florestais do banco de dados TreeCo para obter dados de ocorrência e abundância de espécies arbóreas através do gradiente da Mata Atlântica (622 comunidades). Para as 2001 espécies analisadas neste trabalho, calculamos as amplitudes de ocorrência e o índice de afiliação em relação à temperatura média e à sazonalidade da precipitação. Identificamos que, como esperado pela hipótese da tolerância fisiológica, espécies que conseguem tolerar temperaturas mais frias são distribuídas ao longo de um amplo gradiente de temperatura, enquanto algumas espécies se restringem a locais com temperaturas mais quentes. Em relação à sazonalidade de precipitação, identificamos espécies amplamente distribuídas, ou seja de locais com menor sazonalidade até locais com maior sazonalidade, e espécies restritas a locais com maior sazonalidade, não seguindo o padrão da hipótese da tolerância fisiológica. Considerando as espécies significativamente afiliadas à temperatura e à sazonalidade da precipitação, verificamos que suas distribuições ótimas no gradiente climático tem associação ao padrão espacial biogeográfico da Mata Atlântica, onde se destacam dois blocos florestais predominantes: um grupo temperado sul e um grupo tropical norte. Why some species are widely distributed while others are concentrated into narrow amplitudes? For a long time, this question has motivated ecologists to investigate the distributions of species abundances and how they are linked to species tolerances. In plant communities, it is expected a variation in species composition and abundances according to individual species tolerances to different climatic conditions, resulting in a smaller number of species physiologically tolerant to more stressful conditions and widely distributed in the climatic gradient. This idea is predicted by the physiological tolerance hypothesis. The Atlantic Forest has a marked latitudinal and altitudinal range, capturing climatic gradients related to precipitation and temperature, which thus represent a great study area to evaluate tree species climatic limits. One way to classify species tolerances and identify under what conditions the species reach greater abundance (affiliation) is mapping species distributions across climatic gradients by using many floristic inventories. Under this perspective, the aim of this dissertation was to investigate the distribution ranges of tree species in the Atlantic Domain along temperature and precipitation gradients, and their climatic affiliations. We used forest communities data from the TreeCo database to obtain occurrence and abundance of tree species through the Atlantic Forest gradient (622 communities). For the 2001 species analyzed in this work, we calculated the ranges of occurrence and the affiliation index for mean temperature and precipitation seasonality. As expected by the physiological tolerance hypothesis, we found that species that tolerate lower temperatures are distributed across a wider temperature gradient, while some species are restricted to milder temperatures. Regarding the precipitation seasonality, we identified widely distributed species, i.e. from lower to greater precipitation seasonality, and species restricted to sites with greater seasonality, not following the physiological tolerance hypothesis. Considering the species significantly affiliated to temperature and/or to precipitation seasonality, we verified that their optimal distributions along the climatic gradients were associated with the biogeographic pattern of the Atlantic Forest, in which two forest blocks stand out: a temperate south group and a tropical northern group.

Ponencia presentada en: XI Congreso de la Asociación Española de Climatología celebrado en Cartagena entre el 17 y el 19 de octubre de 2018. [ES]La intensidad y espacialización de los factores climáticos que modelan el crecimiento de los bosques son de suma importancia para el diseño de actividades de gestión forestal. Además, contribuyen positivamente a la toma de decisiones orientadas a la adaptación y mitigación de los efectos del cambio climático sobre los bosques. El objetivo de este estudio es identificar las señales climáticas que afectan al crecimiento de los bosques en el Parque Natural del Moncayo y modelar las relaciones climacrecimiento a lo largo del gradiente climático. Con este propósito, se creó una base de datos climática a escala mensual (precipitación y temperatura) de alta resolución a partir de las observaciones existentes para el periodo 1950-2012. Los datos se combinaron con los de crecimiento radial de los árboles obtenidos mediante técnicas dendrocronológicas. Los resultados muestran que hay cambios importantes en la forma en la que el clima influye al crecimiento a lo largo del gradiente climático. Además, los modelos construidos son capaces de predecir las relaciones climacrecimiento, convirtiéndolos en una herramienta clave para la gestión forestal en un contexto de cambio global. [EN]The study of the intensity of climate factors which models forests growth and its spatial analysis are key elements to design forest management policies. In addition, it can be used for decision-making strategies aimed to adapt and mitigate climate change effects over forests. The main objectives of this study is to identify the climate parameters affecting tree growth in Moncayo Natural Park, and to model climategrowth relationships across the climatic gradient present in this mountain. For this purpose, a high resolution climate dataset was built (i.e. monthly precipitation and temperature) for the period 1950-2012. Climatic data were combined with radial tree growth data obtained from dendrochronological procedures. The results show important variations on the influence of climate over growth along the climatic gradient. Moreover, the models obtained in this study are capable to predict climategrowth relationships, which make them a potential key tool for forest management in a changing climate context.

Ponencia presentada en: IX Congreso de la Asociación Española de Climatología celebrado en Almería entre el 28 y el 30 de octubre de 2014. [ES]El 5º Informe del IPCC enfatiza en la distribución espacial heterogénea que los efectos del cambio climático (calentamiento global, olas de calor, sequías, inundaciones, etc.) tendrán a lo largo del planeta. Para la cuenca mediterránea, predicen a lo largo del siglo XXI una disminución de las precipitaciones entre el 12% (invierno) y el 24% (verano), y un calentamiento sustancial de entre 3.8ºC (invierno) y 6ºC (verano). La producción primaria es el descriptor más integrador del funcionamiento de los ecosistemas y ofrece una respuesta más rápida a los cambios ambientales que otros descriptores de la composición (especies) y estructura de los ecosistemas (relaciones entre las especies). Además, presenta la ventaja de que puede ser estimada mediante teledetección a escala regional utilizando índices espectrales de vegetación. El objetivo de este trabajo es caracterizar el control que la precipitación y la temperatura ejercen sobre la dinámica temporal de la producción primaria. [EN]The Fifth IPCC report emphasizes on the worldwide spatial heterogeneous effects of climate change (climate warming, heat waves, droughts, floods). The Mediterranean basin is predicted along 21st century a decrease in rainfall of around 12% (winter) to 24% (summer) and a substantial warming of 3.8ºC (winter) to 6ºC (summer). Primary production is a good integrative descriptor of ecosystem functioning and provides faster response to environmental changes that other descriptors based on ecosystems composition (species) or structural changes (relationship between species) do not. One advantage is that it can be estimated by remote sensing at regional level using spectral vegetation indices. In this work our aim was to characterize in Andalusian Mediterranean ecosystems the control that precipitation and temperature exert on the temporal dynamics of primary production.

Las áreas silvestres protegidas (ASP) ubicadas en la zona centro-sur de Chile (Región Metropolitana - Región de la Araucanía) conforman un relicto de conservación inserto en la matriz agronómica y silvicultural de esta zona. Comparamos la diversidad taxonómica de especies nativas e introducidas de nueve sitios en ASP y su matriz adyacente, en orillas de camino y hábitats de interior. Encontramos 353 especies nativas y 120 introducidas. La mayor diversidad de introducidas se concentra en la matriz adyacente a las ASP y en las orillas de caminos. Las especies nativas no presentan diferencias en riqueza entre la matriz y las ASP. Especies introducidas y nativas se agrupan de acuerdo al gradiente climático. La mayor riqueza y abundancia de especies introducidas se concentra en las familias Poaceae, Asteraceae, Fabaceae, Polygonaceae y Rosaceae. Las ASP que presentan una mayor cantidad de especies introducidas son aquellas que presentan un mejor acceso y mayor número de visitantes. Las ASP estarían cumpliendo su función de protección de la flora silvestre al mantener un bajo número de especies introducidas. Natural protected areas (ASP) located in the south-central Chile (Región Metropolitana - Región de la Araucanía) are a conservation relict embedded in agricultural and silvicultural matrices. We compared the taxonomic diversity of native and introduced species in nine sites on ASP and their adjacent matrices, in roadsides and interior habitats. We found 353 species native and 120 introduced. The greater diversity of introduced is concentrated in the matrix adjacent to the ASP and on roadsides. Native species do not differ between the matrix and the ASP. Introduced and native species are grouped according to the climatic gradient. The greater richness and abundance of introduced species is concentrated in the families Poaceae, Asteraceae, Fabaceae, Polygonaceae and Rosaceae. The ASP having a higher amount of introduced species are those that have a greater access and visitor numbers. The ASP would be fulfilling its role of protecting wild flora to maintain a low number of introduced species.

Las áreas silvestres protegidas (ASP) ubicadas en la zona centro-sur de Chile (Región Metropolitana - Región de la Araucanía) conforman un relicto de conservación inserto en la matriz agronómica y silvicultural de esta zona. Comparamos la diversidad taxonómica de especies nativas e introducidas de nueve sitios en ASP y su matriz adyacente, en orillas de camino y hábitats de interior. Encontramos 353 especies nativas y 120 introducidas. La mayor diversidad de introducidas se concentra en la matriz adyacente a las ASP y en las orillas de caminos. Las especies nativas no presentan diferencias en riqueza entre la matriz y las ASP. Especies introducidas y nativas se agrupan de acuerdo al gradiente climático. La mayor riqueza y abundancia de especies introducidas se concentra en las familias Poaceae, Asteraceae, Fabaceae, Polygonaceae y Rosaceae. Las ASP que presentan una mayor cantidad de especies introducidas son aquellas que presentan un mejor acceso y mayor número de visitantes. Las ASP estarían cumpliendo su función de protección de la flora silvestre al mantener un bajo número de especies introducidas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior The variation on the richness species in regional scales has been debated a lot. Three of the hypotheses mot frequently discussed as determinants of regional variability in richness species are energy, contemporary climatic conditions and habitat heterogeneity. Studies at mesoscale are very important to discover different patterns that underlying the variability in richness species. As the bats are so common in whole world and ecologically diverse, these organisms are excellent environmental characterized. On this basis, the goals of this study were to link the bat species composition with the vegetation in forest-grassland transition area in the Southeastern of South America and to assess the space influence on the bat species richness by environmental variables. The study area includes the southeastern of South America. Species distribution data were obtained by museums, review and database on line .The distribution s estimate for each species was done on a map with 139 cells 1º latitude by 1º longitude. It was collected distribution data to 79 bat species. Rain Forest and Seasonal Forest had the largest species richness. The cluster analysis based on the cells revealed three major clusters: the Forest cluster (at north), the Araucaria cluster (at middle), and the Grassland cluster (at south). The Araucaria cluster was associated to the Grassland cluster. The cluster analysis based in the phytogeographic zones revealed four clusters, where the Araucaria Forest was associated with the forested regions. The contemporary climatic conditions hypothesis was the best explained the variability on the richness data, where the mean annual temperature the main predictor variable, followed by extent of relief and AET, respectively. With the whole variables, the OLS regression also indicated the mean annual temperature as the main predictor variable, followed by AET. These same variables also explained the variability in the species richness in Phyllostomidae, Molossidae and Vespertilionidae. The Araucaria Forest is a filter area to the dispersal of tropical species into subtropical and temperate areas of South America, because the hard winters in that area, what may be explained likely for the intolerance of some species in colder climates. A variação da riqueza de espécies em escala regional tem sido intensivamente discutida. Três das principais hipóteses que buscam explicar esse padrão de variação são as hipóteses energética, climática e de heterogeneidade do habitat. Estudos em meso-escala são importantes para descobrir padrões diferentes que influenciam a variação na riqueza de espécies. Como os morcegos são muito abundantes globalmente e bem diversificados ecologicamente, esses organismos são ótimos caracterizadores ambientais. Com base nisso, os objetivos deste estudo foram relacionar a composição das espécies de morcegos com a vegetação em área de transição floresta-campo no sudeste da América do Sul e avaliar a influência do espaço sobre a riqueza de morcegos através de variáveis ambientais. A área de estudo compreende a porção sudeste da América do Sul. Os dados de distribuição das espécies foram coletados através de visita a museus, revisão bibliográfica e consulta a bancos de dados on line. Foi feita a estimativa de distribuição para cada espécie sobre um mapa contendo 139 quadrículas de 1º de latitude por 1º de longitude. Foram obtidos dados de distribuição para 79 espécies de morcegos. Áreas de Floresta Ombrófila Densa e de Floresta Estacional possuíram a maior riqueza de espécies. A análise de agrupamento com base nas quadrículas formou três grupos nítidos: grupo Florestal (ao norte), Araucária (intermediário) e Campestre (ao sul). O grupo Araucária ficou associado ao grupo Campestre. A análise de agrupamento com base nas regiões fitogeográficas formou quatro grupos nítidos, sendo que a Floresta de Araucária ficou associada às formações florestais. A hipótese climática foi a que melhor explicou a variação dos dados de riqueza, sendo a temperatura média anual a principal variável preditora, seguida pela amplitude da altitude e pela AET, respectivamente. Considerando todas as variáveis, a regressão OLS também apontou a temperatura média anual como a principal variável preditora, seguida pela AET. Essas variáveis também explicaram a variação na riqueza de espécies das famílias Phyllostomidae, Molossidae e Vespertilionidae. A Floresta de Araucária é uma área filtro para a dispersão de espécies tropicais para as regiões subtropicais e temperadas da América do Sul, devido aos invernos rigorosos presentes nessa área, o que pode ser explicado principalmente pela intolerância de algumas espécies a climas mais frios.

The sedimentary and plant-associated macroinvertebrate communities have been examined in a series of mesocosm experiments carried out in five locations, in Finland, Sweden, UK, Northwest Spain and Mediterranean Spain (the International Mesocosm Experiment). The experiments were designed to investigate how shallow lake ecosystems respond to the addition of nutrients and planktivorous fish along a climate gradient. Nutrient additions increased sedimentary benthos densities and total biomass to a plateau at intermediate levels of nutrients. The effect was greater in the warmest localities. Beyond the saturation point a further increase in nutrient loading had different effects depending on locality. Only in the southernmost site (in Mediterranean Spain), did it induce a shift to a turbid phase and macrophyte disappearance. Thus there are breakpoints in the relationship with nutrients, leading to alternative sediment communities subsequent to the water alternative states. Presence of fish increased the densities and biomass of sediment macroinvertebrates, more clearly in the more southern locality, where the fish Gambusia did not prey in the bottom animals. A stabilising role of macrophytes was observed by cutting them, samples taken three weeks after cutting indicated a higher effect of fish on the sediment community when macrophytes were not present. Nutrients tended also to increase densities of plant associated macroinvertebrates at low levels with a flattening of response at intermediate levels and a decline at high levels. At high fish level the numbers and biomass of plant-associated macroinvertebrates were lowered in all cases, because of increased predation. However fish addition at low level in most cases had the opposite effect, because their predation pressure was not high and regeneration of nutrients through their activities might increase food availability and control invertebrate predators. Fish influenced especially community composition, because they prey selectively. Addition of fish at low densities increased macroinvertebrate diversity. A diel migratory cycle was observed in plant-associated macroinvertebrates, but only in the southerly locations. Latitudinal influences on the structure of the macroinvertebrate communities occur but that they operate indirectly. There was a prominent effect of nutrients on these communities so that starting trophy is very important. Fish effects are layered on these and depend to a large extent on the particular range of diet of the species involved. Se ha estudiado la comunidad de macroinvertebrados bentónicos del sedimento así como la de los asociados a los macrófitos en una serie de mesocosmos concebidos para un experimento múltiple simultáneo llevado a cabo en cinco localidades europeas: Finlandia, Suecia, Reino Unido (UK), Noroeste de España y Levante Español. El experimento fue diseñado para investigar como responden los ecosistemas de lagos someros a los aportes de nutrientes y a la abundancia de peces planctívoros a lo largo de un gradiente climático. La adición de nutrientes incrementó la densidad del bentos del sedimento y su biomasa hasta estabilizarse a niveles intermedios de nutrientes, siendo este efecto mayor en las latitudes más bajas y cálidas. Más allá del punto de saturación, un aumento adicional de la carga de nutrientes tuvo efectos diferentes dependiendo de la localidad y solo en el lugar de menor latitud, (en el Levante Español) indujo el cambio hacia una fase turbia, con desaparición de los macrófitos, esto es, hay puntos de ruptura relacionados con la carga de nutrientes que conducen a comunidades alternativas en el sedimento, subsiguientes a los mencionados estados alternativos en las aguas someras. La presencia de peces aumentó la densidad y biomasa de los macroinvertebrados del sedimento, ello también más claramente en la localidad situada más al Sur, ya que el pez planctívoro ensayado (Gambusia) por lo general no depreda en los animales del sedimento. Se observó también el papel estabilizador de los macrófitos comparando las muestras tomadas antes y después de que estos fueran cortados, por ejemplo se observó un efecto mayor de los peces en las comunidades del sedimento cuando los macrófitos no estaban presentes. Los nutrientes tendieron también a incrementar las densidades de los macroinvertebrados asociados a los macrófitos cuando se aportan a bajos niveles, con una estabilización de la respuesta para los valores intermedios y un declive para los valores más altos. Cuando se adicionaron densidades altas de peces, el número y biomasa de los macroinvertebrados asociados a los macrófitos descendieron en todos los casos, como resultado del aumento de la depredación. Sin embargo, las adiciones a baja densidad de peces, en la mayoría de los casos, tuvo el efecto contrario, ya que su presión de depredación no es alta y pueden contribuir a la regeneración de los nutrientes a través de la vía detrítica que incrementa la disponibilidad de alimento, así como al control de otros invertebrados depredadores. La presencia de peces influenció especialmente la composición de la comunidad, ya que su depredación es selectiva. La adición de peces en bajas densidades aumentó la diversidad de los macroinvertebrados. También fue observado que el ciclo diario de migración en los macroinvertebrados asociados a los macrófitos, es más importante en las localidades ubicadas en las latitudes de más al Sur. Las influencias latitudinales en la estructura de las comunidades de macroinvertebrados, si bien sucede, opera indirectamente. Hay un efecto dominante de los nutrientes en estas comunidades, y el nivel trófico de las condiciones iniciales es muy importante. Los efectos de los peces se subordinan al de los nutrientes y dependen en gran medida de la dieta de las especies involucradas.