Ecological and evolutionary consequences of living in a defaunated world

Defaunation, the loss or population decline of medium and large native vertebrates represents a significant threat to the biodiversity of tropical ecosystems. Here we review the anthropogenic drivers of defaunation, provide a brief historical account of the development of this field, and analyze the types of biological consequences of this impact on the structure and functioning of tropical ecosystems. We identify how defaunation, operating at a variety of scales, from the plot to the global level, affects biological systems along a gradient of processes ranging from plant physiology (vegetative and reproductive performance) and animal behavior (movement, foraging and dietary patterns) in the immediate term; to plant population and community dynamics and structure leading to disruptions of ecosystem functioning (and thus degrading environmental services) in the short to medium term; to evolutionary changes (phenotypic changes and population genetic structure) in the long-term. We present such a synthesis as a preamble to a series of papers that provide a compilation of our current understanding of the impact and consequences of tropical defaunation. We close by identifying some of the most urgent needs and perspectives that warrant further study to improve our understanding of this field, as we confront the challenges of living in a defaunated world. © 2013 Elsevier Ltd.

Hydrogen production by biogas steam reforming: A technical, economic and ecological analysis

Fuel cells are electrochemical energy conversion devices that convert fuel and oxidant electrochemically into electrical energy, water and heat. Compared to traditional electricity generation technologies that use combustion processes to convert fuel into heat, and then into mechanical energy, fuel cells convert the hydrogen and oxygen chemical energy into electrical energy, without intermediate conversion processes, and with higher efficiency. In order to make the fuel cells an achievable and useful technology, it is firstly necessary to develop an economic and efficient way for hydrogen production. Molecular hydrogen is always found combined with other chemical compounds in nature, so it must be isolated. In this paper, the technical, economical and ecological aspects of hydrogen production by biogas steam reforming are presented. The economic feasibility calculation was performed to evaluate how interesting the process is by analyzing the investment, operation and maintenance costs of the biogas steam reformer and the hydrogen production cost achieved the value of 0.27 US$/kWh with a payback period of 8 years. An ecological efficiency of 94.95%, which is a good ecological value, was obtained. The results obtained by these analyses showed that this type of hydrogen production is an environmentally attractive route. © 2013 Elsevier Ltd.

Diversidade de morcegos (Chiroptera; Mammalia) em três áreas do noroeste paulista, com ênfase nas relações tróficas em Phyllostomidae

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Uso de recursos e padrão de co-ocorrência com insetos predadores em comunidades sub-tropicais de girinos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

The institutional dimension of the Amazonian ecological disorder: bureaucracy, diplomacy and ecopolitics in Brazil

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Migration, urban marginality and ecological stratification; draft for comments

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Ecologia da ictiofauna do estuário do rio Paciência, Ilha do Maranhão - Brasil

Os sistemas estuarinos funcionam como importante habitat para várias especies de peixes, atraves das redes de canais de mare. Sob o ponto de vista ecologico, a comunidade ictiofaunística desempenham importante funcao no balanco energetico dos varios niveis tróficos dos ecossistemas estuarinos. Neste contexto, o presente estudo objetivou: determinar as distribuições espaco-temporais da ictiofauna; explicar suas características comportamentais e ecologicas; comparar a composicao da biomassa relativa, guildas ecologicas e funcionais em diferentes sistemas estuarinos da costa Norte; investigar a influencia das variaveis bioticas e abioticas e sua correlacao com os padroes biologicos da ictiofauna e identificar alteracoes na integridade biotica dos canais de mare estudados, utilizando a ictiofauna. Os dados foram obtidos a partir de amostragens bimestrais nos canais de mare Iguaiba, Grande e Cristovao, no periodo de janeiro/2006 a setembro/2007, utilizando redes de emalhar e tapagem. Paralelamente, foram tomadas amostras na camada superficial da agua para determinacao das variaveis fisico-quimicos e dos nutrientes inorganicos dissolvidos. Na caracterizacao ecologica das especies, foram empregados indices que estimam a diversidade, equitabilidade e riqueza. O Indice de Integridade Biotica foi aplicado para avaliar os efeitos das possiveis alteracoes ambientais na ictiofauna. Tecnicas univariadas (ANOVA, Kruskall-Wallis) e multivariadas (Cluster, nMDS, SIMPER, COIA e curvas ABC) foram usadas para comparar as especies e os locais de capturas. No total foram capturados 12.219 peixes distribuídos em 55 especies e 27 familias. As familias Sciaenidae, Ariidae, Carangidae, Engraulidae e Mugilidae apresentaram maior riqueza de especies. Ariopsis bonillai e Cetengraulis edentulus, apresentaram maior contribuicao para a formacao de grupos mais similares; Stellifer naso e Cynoscion acoupa foram responsaveis pela dissimilaridade entre os grupos formados. Cerca de 66% dos peixes capturados foram representados por individuos jovens, confirmando a condicao de bercario dos sistemas estuarinos. Os registros ictiofaunisticos entre o Golfao Marajoara e Maranhense apontam a ocorrência de 140 especies. Especies marinhas visitantes ocasionais e de agua doce ocorreram ocasionalmente. Marinhas estuarino-oportunistas e estuarino dependentes apresentaram maior contribuicao no Golfao Maranhense, ja as estuarino residentes apresentaram biomassa elevada em todos os sistemas estuarinos investigados. Detritivoros ocorreram principalmente no Pará e zoobentivoros no Maranhao. A ocorrencia de piscivoros foi inversamente proporcional a abundancia de juvenis. A co-estrutura formada entre variaveis ambientais-peixes foi significativa. As variaveis salinidade, pH, silicato, amonio, fosfato e nitrato influenciaram na estrutura da ictiofauna. Nenhuma especie se associou a ambientes com elevadas concentracoes de nutrientes inorganicos. As curvas ABC demonstraram que o ambiente estuarino encontra-se moderadamente perturbado, enquanto o indice de integridade caracterizou a qualidade ambiental dos canais de mare entre muito pobre a regular. O estudo mostrou que os canais de mare são importantes areas de criacao devido a dominancia de juvenis; a ictiofauna apresenta sazonalidade em relacao aos periodos hidrologicos; a comunidade peixes presente nos canais de mare pode atuar como indicadora da qualidade de ecossistemas submetidos a pulsos de mares. Considera-se, portanto, a protecao dos canais entre-mares dos manguezais uma ação essencial para o manejo dos recursos pesqueiros, uma vez que existe uma forte relacao entre abundancia da ictiofauna e a composição estrutural do habitat.

Padrões espaciais em comunidades de aves amazônicas

A Amazônia é a região que apresenta a maior riqueza de aves do planeta. Para que se possa entender a origem e os processos de manutenção dessa diversidade, são necessários estudos detalhados sobre os padrões de variação espacial das assembléias de aves por meio de comparações em diferentes escalas espaciais. Além disso, é essencial que se faça uma abordagem que integre os diversos fatores que podem estar interagindo e influenciando esses padrões. Esta tese é composta de três capítulos. No primeiro capítulo, a composição, as características ecológicas e os padrões de vulnerabilidade da avifauna da Estação Científica Ferreira Penna (ECFPn), Amazônia Oriental, são descritos. Uma lista de espécies atualizada para a área, com informações sobre o status de abundância, guilda trófica e tipo de hábitat, foi gerada. A vulnerabilidade das espécies foi acessada com base na avaliação dos padrões de raridade. No segundo capítulo, a avifauna da ECFPn é contextualizada regionalmente por meio da comparação da composição de espécies de diversos sítios representativos das áreas de endemismo definidas para aves na Amazônia. Foram consideradas diferentes categorias taxonômicas e ecológicas nessas análises, a fim de verificar se os padrões de distribuição diferem entre essas categorias e que fatores podem influenciar nos padrões apresentados. Por fim, o terceiro capítulo analisa a variação espacial da riqueza, abundância e similaridade em seis sítios de 100 ha ao longo de uma paisagem homogênea dominada por florestas de terra firme na ECFPn. As variações encontradas foram correlacionadas com a distância geográfica e com a estrutura da vegetação. A combinação desses estudos representa a ampliação do conhecimento sobre a avifauna na área de endemismo Xingu, além de utilizar pela primeira vez abordagens originais para investigar os padrões de distribuição da avifauna na Amazônia em várias escalas espaciais.

Ecologia da ictiofauna e análise ecossistêmica das áreas de influência direta da UHE Coaracy Nunes, Ferreira Gomes - AP

O reservatório da UHE Coaracy Nunes no rio Araguari esta localizado entre os municípios de Ferreira Gomes e Porto Grande no estado do Amapá-Brasil, distando 200 km do Oceano Atlântico. A usina Coaracy Nunes foi a primeira hidrelétrica a ser construída na Amazônia brasileira, tendo suas obras iniciadas em 1967. O rio Araguari e o principal rio do estado do Amapá e representa fonte de geração de renda através da pesca, atividades agropecuárias em sua várzea, navegação, mineração, geração de energia e lazer. O presente estudo teve por objetivo avaliar as alterações impostas pela construção do reservatório da UHE Coaracy Nunes, através das assembleias de peixes de quatro áreas de influencia direta desta usina. Para isso, no período de maio de 2009 a julho de 2010, foram realizadas coletas bimensais, de peixes, com redes de malhas padronizadas variando de 1,0 a 10,0 cm entre nos adjacentes e outras técnicas auxiliares. A partir destas coletas, no capitulo 1 foi verificado a composição, abundancia (CPUEn) e biomassa (CPUEp) relativas da ictiofauna, eficiência amostral (curva do coletor, curva de rarefação e Jacknife) e descritores ecológicos de comunidades (riqueza, diversidade, equitabilidade e dominância) das assembleias das quatro áreas. Foram efetuadas analises de variância (ANOVA: bifatorial), Kruskal-Wallis, teste-T e Mann-Whitney para verificar se havia diferenças significativas dos descritores entre as áreas e períodos sazonais. Estas análises foram corroboradas por analises multivariadas de agrupamento (cluster), ordenamento (MDS), Anosim e Simper. No capitulo 2, os estados ecológicos das quatro áreas foram verificados utilizando como indicadores: curvas espécie abundancia, curvas K-dominância e curvas ABC, assim como modelos espécie-abundancia serie geométrica, log serie, log normal e broken stick, e modelo de regressão linear de espectros de tamanho. No capitulo 3, a estrutura trófica foi estimada a partir da categorização das espécies de cada área em 5 guildas: piscívora, onívora, detritívora, carnívora e herbívora. A abundancia, biomassa e índices ecológicos destas guildas foram estimados e verificados suas variações espaço-temporais, por analises de variância (ANOVA: bifatorial e Kruskal-Wallis) e teste t. No capitulo 4, a dieta das espécies mais abundantes das assembleias de cada área foi verificada e suas variações espaço-temporais detectadas por analise de variância (ANOVA: bifatorial e Kruskal-Wallis). Também foram estimados a amplitude e sobreposição de nicho das espécies mais abundantes, assim como a existência de competição entre as espécies através de modelagem nula. No capitulo 5 foi realizada a avaliação ecossistêmica das quatro áreas através de modelos de fluxo de biomassa na rede trófica do ecossistema, usando como instrumento de modelação o software Ecopath. Essas análises tinham por objetivo descrever as variações dos atributos ecológicos que quantificam as propriedades de maturidade, estabilidade e resiliência ecossistêmica que pudessem refletir os estados ecológicos dessas áreas. O modelo incluiu compartimentos funcionais desde produtores primários ate predadores de topo. No geral, todas as análises indicaram sensíveis alterações na ictiofauna atribuídas a implantação da UHE Coaracy Nunes, que se refletem nos três níveis de organização: ecossistema, comunidade (assembleia) e guilda. Os resultados indicaram a captura de 1.977 peixes distribuídos em 2 classes, 9 ordens, 23 famílias, 73 gêneros e 108 espécies. As curvas de acumulação de espécies e curvas de rarefação individualizadas demonstraram que houve suficiência amostral nas áreas Reservatório e Lacustre. Os resultados mostraram que a área Jusante foi mais rica, diversa e equitativa em relação as demais e que a sazonalidade não influenciou na variação destes índices. A abundancia relativa (CPUEn) foi superior nas áreas Reservatório e Lacustre e a biomassa relativa (CPUEb) foi superior na área Jusante, não havendo diferenças sazonais para esses descritores em todas as áreas. As analises de agrupamento (cluster) e ordenamento (MDS) da ictiofauna permitiram identificar a formação de três assembleias distintas: Jusante, Montante e uma assembleia que compreende as áreas Reservatório e Lacustre, ratificando a similaridade dessas duas áreas. Os resultados das curvas whitakeplot, ABC e K-dominância, assim como o ajuste satisfatório do modelo broken stick e os padrões das curvas de espectro de tamanho para a assembleia da área a jusante indicam que esta área foi a mais equilibrada em termos ecológicos. Nas áreas Lacustre e Reservatório, os resultados tanto do ajuste ao modelo serie geométrica, quanto os resultados das curvas whitake-plot, ABC e K-dominância e o espectro de tamanho, assim como os resultados das curvas e ajustes ao modelo série e menor espectro de tamanho para a assembleia da área Reservatório, refletem que os peixes destas áreas, em sua maioria, são indivíduos pequenos com elevada dominância e baixa equitabilidade, caracterizando comunidades típicas de áreas impactadas. A estrutura trófica das assembleias de peixes das áreas represadas (Reservatório e Lacustre) foram formatadas em função do barramento do rio, que isolou e fragmentou o ambiente, determinando sua modificação física, impondo o estabelecimento de uma ictiofauna de espécies pré-adaptadas as condições ambientais de represamento, diferente, em parte, da estrutura da ictiofauna fluvial pre-barramento, destacando as piscívoras, onívoras e detritívoras, que foram as mais ricas e abundantes em função da disponibilidade, nas duas áreas, dos recursos alimentares de sua preferencia. Os resultados demonstraram que as dietas das assembleias de todas as áreas foram similares quanto ao predomínio do consumo de peixes e detritos, seguidos de alimento vegetal aloctone, revelando um padrão com poucos nichos amplos e uma concentração maior de espécies com nichos mais estreitos. Contudo, o padrão de baixa amplitude trófica foi evidenciado pelo predomínio da guilda piscívora, somada as guildas detritívora e herbívora. A sazonalidade pouco influenciou na alimentação da maioria das espécies em todas as áreas. Os padrões comparativos da dieta entre as áreas Montante e Jusante com as áreas Reservatório e Lacustre indicam que a maioria das espécies das áreas represadas pertenciam as guildas piscívora, onívora e detritívora antes do barramento do rio, que colonizaram estes ambientes, influenciadas, principalmente, pela abundancia dos recursos alimentares de suas preferencias e das condições físicas ambientais favoráveis. Interações competitivas foram evidenciadas pelos modelos nulos, sugerindo que a competição também foi um fator importante na estruturação das assembleias. Ecossistemicamente, os quatro modelos de fluxo de biomassa representam ecossistemas com elevada produção primaria oriunda da floresta riparia e algas filamentosas, que são utilizadas parcialmente. A cadeia trófica baseada em detrito apresentou ser mais importante que a que tem como base a produção primaria nas áreas Reservatório e Lacustre. A maioria dos fluxos ocorre nos compartimentos de níveis tróficos baixos. As propriedades ecossistêmicas da área Jusante indicam que este ambiente se encontra mais desenvolvido e maduro em relação aos outros, caracterizado por resiliência e entropia altas. As áreas represadas (Reservatório e Lacustre) apresentaram atributos ecossistêmicos que lhe conferiram características de menos resiliente e menos maduro que as áreas de rio. A área Montante apresentou um padrão intermediário de resiliência, estabilidade e maturidade. Esses resultados evidenciam que apos quarenta anos da construção da barragem do reservatório de Coaracy Nunes, a fragmentação do ambiente proporcionou alterações ecossistêmicas negativas, refletidas nas assembleias de peixes das áreas acima do barramento e na analise ecossistêmica, evidenciando que a área jusante apresenta características de ambiente em bom estado ecológico, com baixa alteração de origem antrópica e capaz de suportar distúrbios.

Composição faunística, ecologia e história natural de serpentes em uma região no sudoeste da Amazônia, Rondônia, Brasil

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Padrões de diversidade e estrutura de taxocenoses de anfíbios anuros: análise em multi-escala espacial

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Zoologia) - IBRC

Ecological distribution and population structure of Acantholobulus schmitti (Rathbun, 1930) (Crustacea, Decapoda, Xanthoidea) on the southeastern Brazilian coast

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)