Resposta dos pequenos mamíferos do Cerrado à fragmentação e perda de habitat : uma perspectiva funcional e trófica

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Mattos, Ingrid de
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: https://repositorio.unb.br/handle/10482/40423
Resumo: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Zoologia, 2020.
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spelling Resposta dos pequenos mamíferos do Cerrado à fragmentação e perda de habitat : uma perspectiva funcional e tróficaPadrões de diversidadeEcologia tróficaDegradação florestalRoedores - CerradosGracilinanus agilisMarsupialTese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Zoologia, 2020.Há mais de 20 anos se iniciou um intenso debate sobre os efeitos relativos da perda de habitat e da fragmentação sobre a biodiversidade, frente ao avanço da destruição dos habitats e conversão da vegetação nativa em agricultura e pastagem. Uma conclusão geral é que a quantidade de habitat disponível é determinante para a persistência das espécies em uma paisagem modificada, e que as interações entre fragmento e matriz influenciam as consequências ecológicas dessas mudanças para as espécies. Porém, em paisagens com diferentes níveis de cobertura vegetal remanescente, o tamanho dos fragmentos e o isolamento entre eles podem ter efeitos variáveis sobre a biodiversidade, sendo potencialmente mais fortes em paisagens intermediárias. Além disso, a degradação do habitat nos remanescentes resultante da conversão da paisagem pode contribuir para a perda de biodiversidade e para as mudanças na composição de espécies. Desta forma, processos ecológicos em diferentes escalas podem ocorrer simultaneamente, contribuindo para o desfecho do cenário de capacidade de sobrevivência das espécies nas paisagens fragmentadas. O conhecimento sobre essas questões pode contribuir significativamente para a eficácia das estratégias de manejo da paisagem aplicadas à conservação dos remanescentes nativos, das suas espécies habitantes e dos serviços ecossistêmicos prestados por elas. No cenário brasileiro, isso é de especial importância, pois a maior parte das áreas protegidas está localizada nas reservas legais e áreas de proteção permanente em áreas privadas. A resposta das espécies a esses processos espaciais e locais depende de suas características relacionadas ao uso do habitat, tolerância à matriz, habilidade de dispersão, dieta e nível trófico. Assim, identificar o conjunto de características funcionais das espécies que estejam relacionadas à capacidade de persistência em paisagens modificadas é uma estratégia valiosa para se compreender as consequências ecológicas e funcionais das perturbações antrópicas nos ecossistemas. Afinal, os atributos funcionais representam componentes do fenótipo de um organismo que influenciam processos ecossistêmicos. Desta forma, para se compreender melhor a dinâmica e função das espécies e comunidades sobrevivendo em paisagens modificadas pelo homem, e suas relações com o funcionamento dos ecossistemas, é 11 importante caracterizar a biodiversidade em dimensões que vão além da clássica abordagem taxonômica, como é o caso das perspectivas funcional e trófica. Neste contexto, esta tese visou investigar os efeitos relativos da perda de habitat, da fragmentação, e da qualidade dos remanescentes sobre diferentes aspectos da diversidade de pequenos mamíferos em áreas de floresta semidecídua no Cerrado, sob diferentes e complementares perspectivas (taxonômica, funcional e trófica). O trabalho está estruturado em três capítulos, e todos foram baseados em dados empíricos de captura dos animais realizados em 36 fragmentos florestais em áreas privadas no Estado de Goiás. Os remanescentes estiveram distribuídos em um gradiente de perda de habitat, estimado pela variação na proporção de cobertura vegetal nativa em uma escala de 15000 ha (10, 25 e 40%). O primeiro capítulo teve por objetivo verificar como os padrões de abundância, riqueza e diversidade taxonômica e funcional das comunidades de mamíferos, assim como a composição de espécies, são influenciados pelo tamanho de fragmento, dependendo da proporção de habitat disponível na paisagem; ainda, foi também avaliado se a qualidade dos remanescentes (estimado como estrutura da vegetação) afeta esses parâmetros das comunidades. As capturas e a coleta de dados sobre a vegetação ocorreram durante quatro campanhas entre os anos de 2018 e 2019, nas estações seca e chuvosa. Os efeitos do tamanho dos fragmentos nas comunidades não dependeram da quantidade de habitat na paisagem. Porém, foi detectado um aumento da abundância geral das espécies em fragmentos menores, e um efeito negativo da quantidade de habitat na abundância apenas de espécies generalistas. Por outro lado, houve maior riqueza de generalistas em paisagens mais conservadas, enquanto a riqueza de especialistas foi influenciada pela qualidade do habitat nos fragmentos, mais especificamente, por florestas com dossel mais fechado. Com relação à composição de espécies, a estrutura da paisagem foi mais importante do que a qualidade dos fragmentos para explicar a variação na abundância das espécies entre as áreas. Como conclusão, parece haver um aumento geral da abundância das espécies com o aumento do nível de fragmentação e perda de habitat. Porém, a riqueza de espécies generalistas depende da maior disponibilidade de vegetação nativa na paisagem, enquanto o número de espécies especialistas responde a uma escala mais fina, e depende de florestas mais estruturadas, ou seja, da maior qualidade dos remanescentes. Os dois capítulos seguintes abordaram diferentes aspectos das mudanças na ecologia trófica da espécie dominante na área de estudo, o marsupial didelfídeo Gracilinanus agilis, ao 12 longo do gradiente de fragmentação e perda de habitat. Estas investigações se basearam no uso de isótopos estáveis de carbono (δ13C) e nitrogênio (δ 15N), possibilitando inferir sobre a incorporação de recursos presentes na matriz de pastagem relativamente às florestas, e sobre mudanças no nível trófico. Os dados usados para esses capítulos se basearam nas amostras coletadas apenas no ano de 2018. O capítulo dois focou em compreender de forma geral como a fragmentação por si, dependendo do contexto da quantidade de habitat na paisagem, altera o tamanho do espaço de nicho trófico (uma métrica de diversidade trófica), e os valores isotópicos de carbono e nitrogênio da espécie modelo. Dentro de cada paisagem, os fragmentos foram elencados em três classes de tamanho (pequenos, médios e grandes), em que foram reunidas as amostras isotópicas para se gerar as elipses do nicho trófico. Não houve incorporação de recursos da matriz pelo marsupial em nenhuma situação. Por outro lado, houve mudança de nicho trófico na paisagem intermediária e na mais conservada: os animais transitaram entre maior grau de insetivoria para frugivoria de fragmentos pequenos para grandes, e este efeito foi mais forte quando houve mais floresta na paisagem. No contexto de maior perda de habitat, houve expansão do espaço de nicho trófico em fragmentos menores. Contrariamente, e progressivamente da paisagem intermediária para a mais conservada, o nicho se expandiu com o aumento do tamanho dos fragmentos. Os resultados demonstraram que G. agilis depende dos recursos alimentares da floresta presentes até nos menores fragmentos, e uma marcada mudança na sua ecologia trófica ao longo do gradiente de fragmentação, dependendo do contexto de perda de habitat. Isso indica que as alterações antrópicas na paisagem modificam a amplitude de nicho, a estrutura trófica e o papel ecológico da espécie. Por fim, o terceiro capítulo consistiu em compreender a resposta trófica de G. agilis ao processo de fragmentação e perda de habitat, sob um enfoque mais local e adotando uma perspectiva em múltiplas escalas. Desta forma, investigou-se como a qualidade do habitat (avaliada como estrutura da floresta e disponibilidade de recursos), características do fragmento e da paisagem circundante (estimadas em um buffer de 1km ao redor dos remanescentes) determinam as métricas de espaço de nicho trófico da espécie. Neste capítulo, foram usadas amostras de cada fragmento para gerar as métricas de nicho isotópico. A amplitude do δ13C não foi influenciada por nenhuma das escalas avaliadas, enquanto a amplitude de δ1 5N respondeu à escala do fragmento, sendo positivamente influenciada pela quantidade de área core no fragmento, indicando que os indivíduos assimilaram maior diversidade de níveis tróficos em remanescentes maiores e mais conservados, em relação aos menores. A diversidade trófica 13 também não respondeu aos preditores avaliados em nenhuma escala. No entanto, a uniformidade de nicho respondeu a diferentes escalas: considerando a escala do habitat, houve maior convergência de nicho entre os indivíduos da mesma população em áreas com maior número de lianas e com maior abundância de térmitas; na escala do fragmento, o nicho dos indivíduos de uma população foi mais dissimilar com o aumento da área core do remanescente, ou seja, em fragmentos maiores e mais preservados. Os resultados mostram que diferentes aspectos da ecologia trófica da espécie respondem de formas distintas às diferentes escalas avaliadas, e que a resposta a nível do habitat e do fragmento prevaleceram sobre a escala da paisagem. Isso indica que a resposta às mudanças antrópicas para espécies de pequeno tamanho corporal pode se dar em escalas ambientais mais finas.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).It has been more than 20 years of debates on the relative effects of habitat amount and fragmentation on biodiversity, in face of the advance of habitat destruction and native cover conversion into agriculture and pastures. A general conclusion is that the proportion of remaining habitat is determinant for species persistence in modified landscapes, and that interactions between patches and matrix influence the ecological consequences of these changes for the species. However, in landscapes with different levels of remaining native cover, patch size and isolation may have variable effects on biodiversity, being potentially stronger in conditions of intermediate levels of habitat amount. Moreover, the resulting habitat degradation from landscape conversion can contribute to biodiversity loss and for the changes in species composition. Therefore, ecological processes in different scales might occur simultaneously, contributing to the outcome of species capability to survive in fragmented landscapes. Knowledge on these issues may contribute significantly to the effectiveness of landscape management strategies applied to the conservation of remnants, of their inhabiting species and ecosystem services performed by them. In the Brazilian scenario, this is highly relevant, because most of the protected areas are in legal reserves and permanent protection areas inside private landholdings. Species responses to these spatial and local processes depend on their characteristics related to habitat use, matrix tolerance, dispersal ability, diet, and trophic level. Thus, identifying the set of functional traits related to species capability to persist in modified landscapes is a valuable strategy to comprehend the ecological and functional consequences of human-driven disturbances in ecosystems. After all, functional traits represent phenotype components of an organism that influence ecosystem processes. In this sense, to better comprehend the dynamics and functions of species and communities surviving in human- modified landscapes, and their relationships with ecosystem function, it is important to characterize biodiversity in dimensions that go beyond the classical taxonomic approach, as it is the case of functional and trophic dimensions. In this context, this work aimed at investigating the relative effects of habitat loss, fragmentation, and remnant quality on different aspects of the diversity of small mammals in semideciduous forests in the Cerrado, under different and complementary perspectives 15 (taxonomic, functional and trophic). The thesis is divided in three chapters, all of them were based on empiric data from animal captures carried in 36 forest patches in private landholdings in the state of Goiás. Remnants were distributed across a habitat loss gradient, estimated by the variation in the proportion of native cover in a scale of 15000 ha (10, 25 and 40%). The first chapter verified how patterns of species abundance, richness and taxonomic/ functional diversity of mammal assemblages, as well as species composition, were influenced by patch size depending on landscape context of habitat amount; also, it was evaluated if patch quality (estimated as vegetation structure) affected these community parameters. Captures and data collection on vegetation occurred during four field phases between the years 2018 and 2019, in the dry and rainy season. The effects of patch size on assemblages did not depend habitat amount in the landscape. However, it was detected an increase of overall species abundance in smaller patches, and a negative effect of habitat amount in the abundance of generalist species. On the other hand, there was higher generalist richness in more conserved landscapes, while specialist ́s richness was influenced by habitat quality inside patches, more specifically, by forests with higher canopy cover. Regarding species composition, landscape structure was more important than habitat quality to explain variations in species abundance between areas. As a conclusion, it seems to be a general increase of species abundance with the advance of fragmentation and habitat loss. However, the richness of generalists depends more on habitat availability in the landscape, while the number of specialists species responds to a finer scale, depending on more structured forests, e.g., of higher quality of remnants. The two following chapters addressed different aspects of changes in the trophic ecology of the dominant species in the study, the didelphid marsupial Gracilinanus agilis, along the gradients of fragmentation and habitat loss. The research was based on the use of stable isotopes of carbon (δ13C) and nitrogen (δ 15N), allowing inferences on the assimilation of matrix resources relatively to forests, and on trophic level shifts. These chapters were based on samples collected only in the year 2018. Chapter two focused on comprehending, as a whole, how fragmentation per se, depending on landscape context of habitat amount, alters the isotopic niche space (a metric of trophic diversity) and the isotopic values of carbon and nitrogen of the studied species. In each landscape, patches were classified according to size classes (small, medium, large), within which isotopic samples were reunited to generate the trophic niche ellipses. There was no incorporation of matrix resources by the marsupial in any situation. In contrast, there was a progressive niche shift from intermediate to more conserved landscapes, 16 where animals transited from insectivory to frugivory from small to large patches, and this effect was stronger with higher habitat amount. In the most eroded landscape, smaller patches showed a niche expansion. Results reveal that G. agilis depends on forest food resources even in the smaller patches and presents a marked change in trophic ecology along the gradient of fragmentation, depending on the context of habitat loss. It indicates that human-driven alterations in the landscape modify niche width, trophic structure, and the ecological role of the species. Finally, the third chapter addressed the trophic response of G. agilis to fragmentation and habitat loss under a more local focus, adopting a multiscale approach. Therefore, it was asked how habitat quality (evaluated as forest structure and food availability), patch characteristics and surrounding landscape features (estimated in a 1km buffer around remnants) determined isotopic niche space metrics of the species. In this work, we used samples from each patch to estimate metrics. The δ13C range was not influenced by any of the evaluated scales, while δ1 5N range responded to patch scale, being positively influenced by patch core area, indicating that individuals assimilated more trophic levels in larger and more conserved remnants, relatively to smaller ones. Trophic diversity did not respond to the predictors at any scales. However, niche uniformity responded to different scales: considering the habitat, niche among individuals was more similar in populations from areas with higher numbers of lianas, and also in areas with more termites; at the patch scale, niche was more dissimilar with the increase of patch core area, i.e., in larger and more conserved patches. The results show that different aspects of the trophic ecology respond in distinct ways to the evaluated scales, and that the response at the habitat and patch level prevailed over the landscape scale. It indicates that the response of small-bodied species to human-driven changes might arise at finer environmental scales.Marinho Filho, Jader SoaresMattos, Ingrid de2021-04-05T14:29:11Z2021-04-05T14:29:11Z2021-04-052020-12-18info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfMATTOS, Ingrid de. Resposta dos pequenos mamíferos do Cerrado à fragmentação e perda de habitat: uma perspectiva funcional e trófica. 2020. 134 f., il. Tese (Doutorado em Zoologia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2020.https://repositorio.unb.br/handle/10482/40423InglêsporA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2023-07-25T02:31:51Zoai:repositorio.unb.br:10482/40423Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2023-07-25T02:31:51Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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