Threats to the Cerrado remnants of the state of São Paulo, Brazil

Patches of natural vegetation remaining in landscapes occupied by man are continuously under threat due to the edge effects and also to land use types around these remnants. The most frequent threats and land use types in the vicinity of 81 Cerrado (tropical savanna type) fragments in the State of São Paulo, Brazil, were analyzed in order to verify if the frequency of every type of disturbance to the natural ecosystem depends on the neighboring land use. The hypothesis of the study assumes that environmental threats are correlated with land use around protected areas. From the 81 areas, the most frequent human-induced land cover types around the Cerrado remnants were: pasture (recorded in 78% of the areas), sugarcane plantations (26%), roads (19%), annual crops and reforestation (14% each). The most frequent sources of threats were invasive grasses (35% of the areas partially or totally invaded) and cattle (observed in 32% of the areas), followed by deforestation (21%), and fire (21%). The chi-square analysis revealed that, with the exception of deforestation, which does not depend on land use, all other threats are influenced by the neighboring land use. The occurrence of invasive grasses and fires are strongly favored by the presence of roads and urban areas. Sugarcane, reforestation, and permanent crops were the less impacting land use types found in the study area, when only considering impact frequency. These land use types have fire and weed control, and also exclude cattle, indirectly protecting natural ecosystems.Fragmentos remanescentes de vegetação natural em paisagens antropizadas sofrem ameaças permanentes, devido aos efeitos de borda e às atividades antrópicas nas áreas limítrofes. Para verificar a hipótese de que o tipo de ameaça ao ecossistema e a sua freqüência dependem do uso da terra no seu entorno, foram analisados 81 fragmentos de Cerrado no estado de São Paulo. Para cada fragmento foram registrados os tipos de perturbação no ecossistema e os tipos de uso da terra no seu entorno. Os usos mais freqüentes foram pastagens cultivadas (registradas em 78% das áreas), plantio de cana-de-açúcar (26%), rodovias (19%), reflorestamento (14%) e culturas anuais (14%). As ameaças mais freqüentemente registradas foram gramíneas invasoras (35% das áreas parcial ou totalmente invadidas), presença de gado (32%), desmatamento (21%) e fogo (21%). A análise da freqüência observada de cada tipo de impacto mediante a freqüência esperada caso não houvesse influência do uso da terra (qui-quadrado), mostrou que as ameaças dependem do uso da terra nas áreas ao redor dos fragmentos, exceto para o desmatamento, que tem ocorrido indiferentemente ao tipo de uso. Gramíneas invasoras e fogo são muito mais freqüentes na vizinhança de rodovias e zonas urbanas, enquanto que o plantio de cana-de-açúcar, silvicultura e fruticultura têm sido os usos da terra menos impactantes para a vegetação de Cerrado, considerando-se apenas a freqüência de ocorrência dos impactos. Esses cultivos envolvem o controle de plantas invasoras e a prevenção e controle de incêndios, e a eliminação do gado, com reflexos positivos para a conservação dos ecossistemas naturais

As áreas protegidas no semiárido do Brasil podem conservar aves ameaçadas de extinção diante de mudanças climáticas e de cobertura da terra?

Protected areas act as pillars on which conservation strategies are built. Besides human activities, global climate changes are an additional concern to species' conservation. In northeastern Brazil, climate change should lead to a replacement of the current native vegetation by semi-desert vegetation. This study evaluates whether the protected areas of the Caatinga can contribute to the maintenance of suitable climatic conditions for endangered birds over time in the face of global climate changes and land cover change. We used ecological niche models as input layers in a spatial prioritization program, in which stability indices were used to weight the targets. Results predicted that most taxa (18) will have their suitability lowered in the future, and all taxa (23) will have their ecological niche geographically displaced. However, our results showed that the Caatinga's protected areas system integrated with a set of priority areas can maintain suitable climatic conditions for endangered birds in the face of climate change and land cover change. On average, Caatinga's protected areas system could protect climatic stability areas at least 1.7 times greater than the scenarios without it. This reinforces the importance of protected areas as a biodiversity conservation strategy. 
  Las aÌreas protegidas actuÌan como pilares sobre los cuales se construyen las estrategias de conservacioÌn. AdemaÌs de las actividades humanas, los cambios climaÌticos globales son una preocupacioÌn adicional para la conservacioÌn de las especies. En el noreste de Brasil, el cambio climaÌtico deberiÌa conducir a un reemplazo de la vegetacioÌn nativa actual por vegetacioÌn semideseÌrtica. Este estudio evaluÌa si las aÌreas protegidas de Caatinga pueden contribuir al mantenimiento de condiciones climaÌticas adecuadas para las aves en peligro de extincioÌn a lo largo del tiempo frente a los cambios climaÌticos globales y el cambio de la cubierta terrestre. Utilizamos modelos de nicho ecoloÌgicos como capas de entrada en un programa de priorizacioÌn espacial, en el que se utilizaron iÌndices de estabilidad para ponderar los objetivos. Los resultados pronosticaron que la mayoriÌa de lostaxa (18) tendraÌn su idoneidad reducida en el futuro, y todos los taxa (23) tendraÌn su nicho ecoloÌgico desplazado geograÌficamente. Sin embargo, nuestros resultados mostraron que el sistema de aÌreas protegidas de Caatinga integrado con un conjunto de aÌreas prioritarias puede mantener condiciones climaÌticas adecuadas para las aves en peligro de extincioÌn ante el cambio climaÌtico y el cambio de la cubierta terrestre. En promedio, el sistema de aÌreas protegidas de Caatinga podriÌa proteger las aÌreas de estabilidad climaÌtica al menos 1.7 veces mayor que los escenarios sin ella. Esto refuerza la importancia de las aÌreas protegidas como estrategia de conservacioÌn de la biodiversidad.As unidades de conservação funcionam como pilares sobre os quais as estratégias de conservação são construídas. Além das ameaças diretas à biodiversidade causadas pelas atividades antrópicas, as mudanças climáticas previstas pelo Painel Intergovernamental em Mudanças Climáticas se configuram como outra preocupação à conservação das espécies. No nordeste do Brasil, as mudanças climáticas devem provocar a substituição da vegetação nativa atual por um semideserto. Este trabalho tem como objetivo avaliar se as áreas protegidas da Caatinga podem contribuir para a manutenção das condições climáticas adequadas para que os táxons de aves ameaçadas persistam ao longo do tempo diante das mudanças climáticas e ameaças antrópicas. Para tanto, utilizamos modelos de nicho ecológico como camadas de entrada em um programa de priorização espacial, no qual índices de estabilidade foram usados para dar pesos aos alvos. Os resultados preveem que, no futuro, a maioria dos táxons (18) terão a adequabilidade reduzida, e que todos os táxons (23) terão um deslocamento geográfico do seu nicho ecológico. Entretanto, o sistema de áreas protegidas da Caatinga, integrado a um conjunto de área prioritárias, pode manter as condições climáticas adequadas para que os táxons de aves ameaçadas persistam ao longo do tempo diante das mudanças climáticas e das ameaças antrópicas. Em média, em cenários futuros, o sistema de áreas protegidas da Caatinga pode proteger 1,7 vez mais áreas de refúgios climáticos do que quando está ausente. Isso reforça a importância do sistema de unidades de conservação como uma estratégia nacional de conservação da biodiversidade

Quantifying and mapping species threat abatement opportunitiesto support national target setting

The successful implementation of the Convention on Biological Diversity’s post-2020Global Biodiversity Framework will rely on effective translation of targets from global tonational level and increased engagement across diverse sectors of society. Species conserva-tion targets require policy support measures that can be applied to a diversity of taxonomicgroups, that link action targets to outcome goals, and that can be applied to both global andnational data sets to account for national context, which the species threat abatement andrestoration (STAR) metric does. To test the flexibility of STAR, we applied the metric to vascular plants listed on national red lists of Brazil, Norway, and South Africa. The STARmetric uses data on species’ extinction risk, distributions, and threats, which we obtainedfrom national red lists to quantify the contribution that threat abatement and habitatrestoration activities could make to reducing species’ extinction risk. Across all 3 coun-tries, the greatest opportunity for reducing plant species’ extinction risk was from abatingthreats from agricultural activities, which could reduce species’ extinction risk by 54% inNorway, 36% in South Africa, and 29% in Brazil. Species extinction risk could be reducedby a further 21% in South Africa by abating threats from invasive species and by 21% inBrazil by abating threats from urban expansion. Even with different approaches to red-listing among countries, the STAR metric yielded informative results that identified wherethe greatest conservation gains could be made for species through threat-abatement andrestoration activities. Quantifiably linking local taxonomic coverage and data collection toglobal processes with STAR would allow national target setting to align with global targetsand enable state and nonstate actors to measure and report on their potential contributionsto species conservation. habitat restoration, national red lists, species’ extinction risk, threat reduction, threatened species, vascular plantspublishedVersio

Strategic approaches to restoring ecosystems can triple conservation gains and halve costs.

International commitments for ecosystem restoration add up to one-quarter of the world's arable land. Fulfilling them would ease global challenges such as climate change and biodiversity decline but could displace food production and impose financial costs on farmers. Here, we present a restoration prioritization approach capable of revealing these synergies and trade-offs, incorporating ecological and economic efficiencies of scale and modelling specific policy options. Using an actual large-scale restoration target of the Atlantic Forest hotspot, we show that our approach can deliver an eightfold increase in cost-effectiveness for biodiversity conservation compared with a baseline of non-systematic restoration. A compromise solution avoids 26% of the biome's current extinction debt of 2,864 plant and animal species (an increase of 257% compared with the baseline). Moreover, this solution sequesters 1 billion tonnes of CO2-equivalent (a 105% increase) while reducing costs by US$28 billion (a 57% decrease). Seizing similar opportunities elsewhere would offer substantial contributions to some of the greatest challenges for humankind

Using modeling based on fundamental niche in the evaluation of geographic distribution for plant species

Atualmente vêm sendo desenvolvidas e utilizadas várias técnicas de modelagem de distribuição geográfica de espécies com os mais variados objetivos. Algumas dessas técnicas envolvem modelagem baseada em análise ambiental, nas quais os algoritmos procuram por condições ambientais semelhantes àquelas onde as espécies foram encontradas, resultando em áreas potenciais onde as condições ambientais seriam propícias ao desenvolvimento dessas espécies. O presente estudo trata do uso da modelagem preditiva de distribuição geográfica, através da utilização de algoritmo genético e algoritmo de distância, de espécies como ferramenta para a conservação de espécies vegetais, em três situações distintas: modelagem da distribuição do bioma cerrado no estado de São Paulo; previsão da ocorrência de espécies arbóreas visando à restauração da cobertura vegetal na bacia do Médio Paranapanema e modelagem da distribuição de espécies ameaçadas de extinção (Byrsonima subterranea). A metodologia empregada e os resultados obtidos foram considerados satisfatórios para a geração de modelos de distribuição geográfica de espécies vegetais, baseados em dados abióticos, para as regiões de estudo. A eficácia do modelo em predizer a ocorrência de espécies do cerrado é maior se forem utilizados apenas pontos de amostragem com fisionomias de cerrado, excluindo-se áreas de transição. Para minimizar problemas decorrentes da falta de convergência do algoritmo utilizado GARP (Genetic Algorithm for Rule Set Production), foram gerados 100 modelos para cada espécie modelada. O uso de modelagem pode auxiliar no entendimento dos padrões de distribuição de um bioma ou ecossistema em uma análise regional e local.Many different techniques are being used today with different objectives to model the geographic distribution of species. Some of these techniques are based on environmental analysis where algorithms search for environmental conditions similar to those where the species were found, resulting in potential areas where the environmental conditions would be favorable for the development of these species. The present study is based on predictive modeling of the geographic distribution of species using genetic and distance algorithms as a tool for plant conservation in three different situations: modeling the Cerrado biome of the state of São Paulo; predicting the occurrence of tree species, aiming at the recuperation of the Médio Paranapanema watershed; and, modeling the distribution of endangered species (Byrsonima subterranea). The methodology used and the results obtained were considered satisfactory for the generation of geographic distribution models for plant species, based on abiotic data for the regions studied. The accuracy of the model in predicting the occurrence of species in the Cerrado is greater if only points that occur within the Cerrado and not in transition areas are used. In order to minimize problems due to the lack of convergence of the genetic algorithm GARP (Genetic Algorithm for Rule Set Production), 100 models were generated for each specie. The use of modeling tools can help understand the distribution patterns of a biome or ecosystem in a regional or local analysis

Using modeling based on fundamental niche in the evaluation of geographic distribution for plant species

Atualmente vêm sendo desenvolvidas e utilizadas várias técnicas de modelagem de distribuição geográfica de espécies com os mais variados objetivos. Algumas dessas técnicas envolvem modelagem baseada em análise ambiental, nas quais os algoritmos procuram por condições ambientais semelhantes àquelas onde as espécies foram encontradas, resultando em áreas potenciais onde as condições ambientais seriam propícias ao desenvolvimento dessas espécies. O presente estudo trata do uso da modelagem preditiva de distribuição geográfica, através da utilização de algoritmo genético e algoritmo de distância, de espécies como ferramenta para a conservação de espécies vegetais, em três situações distintas: modelagem da distribuição do bioma cerrado no estado de São Paulo; previsão da ocorrência de espécies arbóreas visando à restauração da cobertura vegetal na bacia do Médio Paranapanema e modelagem da distribuição de espécies ameaçadas de extinção (Byrsonima subterranea). A metodologia empregada e os resultados obtidos foram considerados satisfatórios para a geração de modelos de distribuição geográfica de espécies vegetais, baseados em dados abióticos, para as regiões de estudo. A eficácia do modelo em predizer a ocorrência de espécies do cerrado é maior se forem utilizados apenas pontos de amostragem com fisionomias de cerrado, excluindo-se áreas de transição. Para minimizar problemas decorrentes da falta de convergência do algoritmo utilizado GARP (Genetic Algorithm for Rule Set Production), foram gerados 100 modelos para cada espécie modelada. O uso de modelagem pode auxiliar no entendimento dos padrões de distribuição de um bioma ou ecossistema em uma análise regional e local.Many different techniques are being used today with different objectives to model the geographic distribution of species. Some of these techniques are based on environmental analysis where algorithms search for environmental conditions similar to those where the species were found, resulting in potential areas where the environmental conditions would be favorable for the development of these species. The present study is based on predictive modeling of the geographic distribution of species using genetic and distance algorithms as a tool for plant conservation in three different situations: modeling the Cerrado biome of the state of São Paulo; predicting the occurrence of tree species, aiming at the recuperation of the Médio Paranapanema watershed; and, modeling the distribution of endangered species (Byrsonima subterranea). The methodology used and the results obtained were considered satisfactory for the generation of geographic distribution models for plant species, based on abiotic data for the regions studied. The accuracy of the model in predicting the occurrence of species in the Cerrado is greater if only points that occur within the Cerrado and not in transition areas are used. In order to minimize problems due to the lack of convergence of the genetic algorithm GARP (Genetic Algorithm for Rule Set Production), 100 models were generated for each specie. The use of modeling tools can help understand the distribution patterns of a biome or ecosystem in a regional or local analysis

Analise floristica e ordenação de especies arboreas da mata Atlantica atraves de dados binarios

Orientador: Fernado Roberto MartinsDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: A Mata Atlântica, apesar de ser um dos ecossistemas mais diversificados do Brasil é, ainda pouco conhecido floristicamente. Existe muita divergência quanto a sua localização e seus limites. O objetivo principal deste trabalho é tentar encontrar algum padrão no componente arbóreo da vegetação que possa caracteriza-la como um bloco homogêneo ou como um conjunto de blocos floristicamente distintos. Foi considerada Mata Atlântica a formação florestal ocorrentes nas serras do Mar, da Mantiqueira e Geral, as matas do sul da Bahia e norte do Espírito Santo e fragmentos de vegetação no Nordeste. Para o estado de São Paulo. considerou-se também parte do Planalto Atlântico. A partir de um levantamento bibliográfico sobre a vegetação de Mata Atlântica, selecionaram-se 63 levantamentos do componente arbóreo presente nos estados de Alagoas, Bahia, Espírito Santo. Rio de Janeiro. São Paulo, Paraná. Santa Catarina e Rio Grande do Sul. Com base nos levantamentos, foi montado um banco de dados binários das espécies arbóreas ocorrentes nessas regiões. totalizando 1706 espécies. reduzidas a 1338 devido a correção e atualização dos táxons pela literatura. Foram utilizados os índices de Jaccard e de pareamento simples para medir o grau de semelhança entre as amostras. Os valores de similaridade foram submetidos a uma análise de aglomerados. As áreas foram ordenadas pelo PCO e as espécies pelo Twinspan. Cerca de 0.1% das espécies. 6% dos gêneros e 38% das famílias ocorreram em mais da metade das 63 localidades utilizadas. o que mostra a heterogeneidade da vegetação em questão. A Região Sudeste apresentou a maior riqueza de espécies (85%), seguido pelo Nordeste (22%) e o Sul com 18%. A Região Nordeste apresentou a maior concentração de táxons sem identificação a nível de espécies, gêneros e famílias. Foram identificados, de uma forma geral, dois grandes blocos floristicos na Mata Atlântica. Um presente na Região Nordeste e outro na Região Sudeste/Sul. O bloco do Nordeste divide-se em dois, um presente no estado de Alagoas e outro no estado da Bahia. A Região Sudeste/Sul divide-se, de uma forma bem menos nítida, em cinco grupos, dois no estado de São Paulo e três na Região Sul. No estado de São Paulo, os dois blocos observados fazem uma separação nítida entre as floras próximas ao litoral (ocorrentes em planície ou em serras) e as matas do interior (ocorrentes em planalto ou em serras). As áreas pertencentes ao estado do Espírito Santo apareceram ora associadas ao bloco do Nordeste, ora ao bloco do Sudeste/Sul, ou mesmo totalmente isoladas dependendo do método utilizado. O que sugere que seja nesta região a área de sobreposição das distribuições geográficas dos dois grandes blocos floristicos, ou que seja um grande centro de diversidade de espécies da Mata AtlânticaAbstract: The floristic of the Atlantic Forest is not well know, despite being one of the most diversified ecosystems in Brazil. There is a lot of disagreement regarding it's location and boundaries. The main objective of this work is to determine a pattern on the arboreal vegetation that classifies it as a homogeneous block or a set of blocks with distinct floristics. The Atlantic Forest was considered as being the Forestry present in the mountain ridge of Mantiqueira, of Mar and Geral, plus the forests at the south of Bahia State and north of Espirito Santo State, and vegetation fragments on the northeast of Brazil. In the São Paulo State, it was included the Atlantic Plateau. Beginning with a bibliographic survey about the Atlantic Rain Forest vegetation, 63 arboreal surveys were selected in the States of Alagoas, Bahia, Espírito Santo, Rio de Janeiro, São Paulo, Parana, Santa Catarina and Rio Grande do Sul. Based on these surveys a database was structured with binary data on the arboreal species occurring in these regions, adding 1706 species, reduced to 1338 due to taxon actualization. The Jaccard Index and Simple Matching were utilized to access the similarity between samples. The similarity values were submitted to cluster analysis. The areas were ordered by PCO and the Twinspan species. About 0,1% of the species, 6% of the genera and 38% of the families occurred in more than 50% of the localities studied, which shows the heterogeneity of the vegetation. The Southeast Region presented the greatest concentration of species (85%), followed by the Northeast Region (22%) and the South Region (18%). The Northeast Region presented the greatest concentration of taxa without identification at species, genera and family leveI. Two floristic blocks were individualized in the Atlantic Forest: one in the Northeast Region and the other in the southeast and South Region of Brasil. The northeast block is divided in two parts, one in the State of Alagoas and another in the State of Bahia. The Southeast South Block is divided, less distinctly, in five parts: two in the State of São and three in the South Region of Brasil. In the State of São Paulo, the two observed blocks separated the coast flora (occurring in plains and mountain ridges) and the interior forests (occurring in plateaus and mountain ridges). The areas in the State of Espírito Santo are associated with the northeast block, the southeast block or isolated, depending in the methodology utilized, suggesting that the region is the overlap area of the geographic distribution of the two great floristic blocks, or a biodiversity center of Atlantic Forest speciesMestradoEcologiaMestre em Ciências Biológica