The dimensionality of ecological networks

How many dimensions (trait-axes) are required to predict whether two species interact? This unanswered question originated with the idea of ecological niches, and yet bears relevance today for understanding what determines network structure. Here, we analyse a set of 200 ecological networks, including food webs, antagonistic and mutualistic networks, and find that the number of dimensions needed to completely explain all interactions is small (< 10), with model selection favouring less than five. Using 18 high-quality webs including several species traits, we identify which traits contribute the most to explaining network structure. We show that accounting for a few traits dramatically improves our understanding of the structure of ecological networks. Matching traits for resources and consumers, for example, fruit size and bill gape, are the most successful combinations. These results link ecologically important species attributes to large-scale community structure. © 2013 Blackwell Publishing Ltd/CNRS.

Local and regional ecological drivers of fish assemblages in Brazilian estuaries

Spatial patterns in assemblage structures are generated by ecological processes that occur on multiple scales. Identifying these processes is important for the prediction of impact, for restoration and for conservation of biodiversity. This study used a hierarchical sampling design to quantify variations in assemblage structures of Brazilian estuarine fish across 2 spatial scales and to reveal the ecological processes underlying the patterns observed. Eight areas separated by 0.7 to 25 km (local scale) were sampled in 5 estuaries separated by 970 to 6000 km (regional scale) along the coast, encompassing both tropical and subtropical regions. The assemblage structure varied significantly in terms of relative biomass and presence/absence of species on both scales, but the regional variation was greater than the local variation for either dataset. However, the 5 estuaries sampled segregated into 2 major groups largely congruent with the Brazilian and Argentinian biogeographic provinces. Three environmental variables (mean temperature of the coldest month, mangrove area and mean annual precipitation) and distance between estuaries explained 44.8 and 16.3%, respectively, of the regional-scale variability in the species relative biomass. At the local scale, the importance of environmental predictors for the spatial structure of the assemblages differed between estuarine systems. Overall, these results support the idea that on a regional scale, the composition of fish assemblages is simultaneously determined by environmental filters and species dispersal capacity, while on a local scale, the effect of environmental factors should vary depending on estuary-specific physical and hydrological characteristics © 2013 Inter-Research.

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.

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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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.

Composition of functional ecological guilds of the fish fauna of the internal sector of the Amazon Estuary, Pará, Brazil

O presente estudo descreve a estrutura espacial e temporal da comunidade de peixes estuarinos da porção interna do estuário Amazônico. Amostras foram obtidas no canal principal e canais de maré das Baías do Guajará e Marajó e rio Guamá. Foram coletados um total de 41.516 espécimes, correspondendo 136 espécies, 38 famílias e 12 ordens. Na estação seca, a salinidade média no canal principal aumentou ao longo do gradiente limnico–marinho, entre o rio Guamá e a Baía do Marajó. A riqueza de espécies foi mais baixa na foz do rio Guamá e na margem direita da baía do Guajará. A composição das espécies e as guildas ambientais diferiram significativamente entre as áreas: Migrantes e Ocasionais de água doce foram dominantes no rio Guamá e na Baía do Guajará, enquanto Estuarinas, Marinhas Migrantes e Ocasionais dominaram na Baía do Marajó. Contudo, as guildas tróficas foram relativamente bem balanceadas, em termos funcionais. Piscívoros e Zoobentívoros foram os grupos alimentares dominantes em todas as áreas. Neste estudo, a avaliação da comunidade e o uso da abordagem com guildas foram eficientes para descrever a estrutura e o funcionamento das assembleias de peixes estuarinos e também como ferramenta na avaliação das pressões antrópicas na área.

Planting coconuts in Indian villages: ethnoecological aspects and evaluation of a "sustainable development" project

Apesar de cientistas e tomadores de decisão abraçarem o conceito geral de "desenvolvimento sustentável", há pouco acordo sobre como se atingir esta meta em situações específicas. Assim, projetos de desenvolvimento sustentável são amplamente criticados por etno-cientistas quanto à forma como são inter-culturalmente formulados. Aqui reportamos um caso controverso de plantio de coco-da-Bahia em aldeias Kayapó do sul do Pará, e fazemos a nossa autocrítica. Nós partimos da premissa de que o reflorestamento e o estado geral de saúde/nutrição caminham lado a lado. Portanto, o desenvolvimento da cultura de cocos por si só deve contribuir para a conservação da floresta no longo prazo e, simultaneamente, contribuir para o bom estado nutricional do povo Kayapó que protege a floresta da ameaça de práticas não-sustentáveis. Nós buscamos descobrir como que o comportamento dos Kayapó afeta o desenvolvimento da cultura de cocos quando amparada com suporte externo. Nós apresentamos resultados de duas viagens de campo para a terra Kayapó, onde detectamos fatores sócio-ecológicos relevantes para o sucesso de nosso projeto de apoio à cultura de coqueiros nas aldeias indígenas. Primeiro, em novembro de 2007, nós visitamos as aldeias Kikretum, Moikarakô e Aukre (dentre 10 aldeias que receberam mudas de coqueiros de nosso programa de apoio) para entregar um segundo carregamento de mudas de coqueiro (o primeiro carregamento aconteceu em abril de 2006). E descrevemos quantitativamente um aspecto do comportamento dos dispersores de sementes de coco (os Kayapó). Especificamente, como as palmeiras pré-existentes nas aldeias são distribuídas dentre as famílias dos índios e como este carregamento sobreviveu a fatores etno-ecológicos. Segundo, em julho de 2008 nós visitamos as aldeias Kokraimoro e Pykararankre e estimamos a posição dos coqueiros pré-existentes e dos novos em relação a outras árvores cultivadas, fazendo uso de censos partindo do centro das aldeias para seus limites exteriores. Nas três aldeias indígenas visitadas em 2007, virtualmente todos os coqueiros pré-existentes pertenciam a poucas famílias e a distribuição de frutos era, na maior parte dos casos, altamente concentrada dentre os membros destas famílias. Entretanto, assumindo que todos os coqueiros jovens que sobreviveram ao primeiro ano chegarão à maturidade (do primeiro carregamento em abril de 2006), eles representam um aumento considerável no numero projetado de coqueiros adultos nas três aldeias visitadas (48, 195 e 101% em Kikretum, Moikarakô e Aukre, respectivamente). E uma redução substancial na desigualdade de acesso aos cocos. Na expedição de 2008, encontramos que os índios geralmente plantam coqueiros bem próximos das suas casas onde a competição com outras árvores cultivadas podem limitar o desenvolvimento das palmeiras.

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)

Ecological relevance of sentinels' biomarker responses: A multi-level approach

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Latitudinal gradients in intraspecific ecological diversity

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