Does diversity beget diversity? The influence of variation in nucleation techniques on species and functional composition in early Atlantic Forest restoration

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Freitas, Thales Castilhos de lattes
Orientador(a): Carvalho, Fabrício Alvim lattes
Banca de defesa: Castro, Ricardo Montianele de lattes, Villa, Pedro Manuel lattes, Moraes, Luiz Fernando Duarte de lattes, Bordin, Kauane Maiara lattes
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso embargado
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós Graduação em Biodiversidade e Conservação da Natureza
Departamento: ICB – Instituto de Ciências Biológicas
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/18203
Resumo: Restaurar ecossistemas para mitigar os efeitos da degradação ambiental é um desafio urgente, especialmente em áreas onde a perda de biodiversidade e o declínio dos habitats naturais estão em aceleração. Entre os mecanismos para se restaurar os ecossistemas, estão as técnicas de nucleação que são estratégias que visam à restauração de áreas degradadas através da formação de núcleos de vegetação, que servem como pontos focais para a regeneração natural de outras espécies de plantas. A fim de conhecer as técnicas de nucleação e seus padrões espaciais e metodológicos utilizado no Neotrópico, além de testar a eficiência da nucleação em campo na Mata Atlântica, a presente tese foi organizada em dois capítulos: O primeiro capítulo consistiu na revisão sistemática de artigos científicos que aplicaram técnicas de nucleação em ecossistemas terrestres neotropicais. Através da revisão de 58 estudos, identificamos 12 técnicas, sendo os mais frequentes, poleiros artificiais, transposição de solo, ilhotas de mudas e galharias. Observamos que os padrões espaciais e metodológicos variam conforme o stakeholder envolvido (pesquisadores, setor privado e agências governamentais) e o histórico de uso da terra. Pesquisadores frequentemente aplicaram técnicas combinadas, enquanto o uso de técnicas isoladas prevaleceu entre os outros stakeholders. Áreas como pastagens abandonadas, áreas de mineração e protegidas apresentaram maior variedade de técnicas. Constatamos que o avanço no uso de combinações e a padronização de práticas são fundamentais para ampliar a eficácia da nucleação na restauração ecológica. No segundo capítulo, conduzimos um experimento para avaliar a diversidade de espécies e funcional utilizando técnicas de nucleação aplicadas em pasto abandonado na Mata Atlântica. Utilizamos nove técnicas de nucleação, partindo de um gradiente de diversidade de técnicas, compondo tratamentos com uma técnica de nucleação, três técnicas do mesmo grupo, três técnicas de grupos diferentes (uma de cada grupo) e nove técnicas (diversidade máxima). Após 15 meses, observamos que a nucleação aumentou significativamente a diversidade de espécies e funcionalidade ecológica, com destaque para técnicas que introduzem sementes, como ninho de sementes e transposição de solo. A combinação de técnicas promoveu maior diversidade de espécies, embora a funcionalidade ainda não tenha alcançado o mesmo padrão. Identificamos espécies-chave capazes de superar os filtros ambientais da área degradada, com potencial para aplicação em projetos de restauração em contextos similares. Esses resultados reforçam o potencial da nucleação como uma estratégia eficiente e escalável para restaurar paisagens degradadas.
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Entre os mecanismos para se restaurar os ecossistemas, estão as técnicas de nucleação que são estratégias que visam à restauração de áreas degradadas através da formação de núcleos de vegetação, que servem como pontos focais para a regeneração natural de outras espécies de plantas. A fim de conhecer as técnicas de nucleação e seus padrões espaciais e metodológicos utilizado no Neotrópico, além de testar a eficiência da nucleação em campo na Mata Atlântica, a presente tese foi organizada em dois capítulos: O primeiro capítulo consistiu na revisão sistemática de artigos científicos que aplicaram técnicas de nucleação em ecossistemas terrestres neotropicais. Através da revisão de 58 estudos, identificamos 12 técnicas, sendo os mais frequentes, poleiros artificiais, transposição de solo, ilhotas de mudas e galharias. Observamos que os padrões espaciais e metodológicos variam conforme o stakeholder envolvido (pesquisadores, setor privado e agências governamentais) e o histórico de uso da terra. Pesquisadores frequentemente aplicaram técnicas combinadas, enquanto o uso de técnicas isoladas prevaleceu entre os outros stakeholders. Áreas como pastagens abandonadas, áreas de mineração e protegidas apresentaram maior variedade de técnicas. Constatamos que o avanço no uso de combinações e a padronização de práticas são fundamentais para ampliar a eficácia da nucleação na restauração ecológica. No segundo capítulo, conduzimos um experimento para avaliar a diversidade de espécies e funcional utilizando técnicas de nucleação aplicadas em pasto abandonado na Mata Atlântica. Utilizamos nove técnicas de nucleação, partindo de um gradiente de diversidade de técnicas, compondo tratamentos com uma técnica de nucleação, três técnicas do mesmo grupo, três técnicas de grupos diferentes (uma de cada grupo) e nove técnicas (diversidade máxima). Após 15 meses, observamos que a nucleação aumentou significativamente a diversidade de espécies e funcionalidade ecológica, com destaque para técnicas que introduzem sementes, como ninho de sementes e transposição de solo. A combinação de técnicas promoveu maior diversidade de espécies, embora a funcionalidade ainda não tenha alcançado o mesmo padrão. Identificamos espécies-chave capazes de superar os filtros ambientais da área degradada, com potencial para aplicação em projetos de restauração em contextos similares. Esses resultados reforçam o potencial da nucleação como uma estratégia eficiente e escalável para restaurar paisagens degradadas.Restoring ecosystems to mitigate the effects of environmental degradation is an urgent challenge, particularly in areas where biodiversity loss and the decline of natural habitats are accelerating. Among the mechanisms for ecosystem restoration, nucleation techniques stand out as strategies aimed at restoring degraded areas by creating vegetation nuclei, patches of vegetation that serve as focal points for the natural regeneration of other plant species. This thesis is organized into two chapters to examine the spatial and methodological patterns of nucleation techniques in the Neotropics and evaluate their field effectiveness in the Atlantic Forest. The first chapter provides a systematic review of scientific articles that have nucleation techniques in Neotropics terrestrial ecosystems. From the review of 58 studies, we identified 12 techniques, with artificial perches, topsoil transfer, seedling islets, and brushwood being the most frequent. Spatial and methodological patterns varied depending on the stakeholders involved (researchers, private sector, and government agencies) and the landuse history. Researchers frequently applied combined techniques, whereas the use of isolated techniques prevailed among other stakeholders. Greater diversity of techniques was observed in abandoned pastures, mining areas, and protected areas. Advancing the use of combined techniques and standardizing practices is crucial for enhancing the effectiveness of nucleation in ecological restoration. The second chapter focuses on a field experiment evaluating species and functional diversity using nucleation techniques applied to an abandoned pasture in the Atlantic Forest. Nine nucleation techniques were tested, following a gradient of diversity, with treatments including one technique, three techniques from the same group, three techniques from different groups (one from each group), and nine techniques (maximum diversity). After 15 months, we found that nucleation significantly increased species diversity and ecological functionality, with techniques involving seed inputs, such as seed nests and topsoil transfer, showing the highest plant recruitment. Combining techniques promoted greater species diversity, although functional diversity did not yet follow the same pattern. We identified key species capable of overcoming environmental filters in the degraded area, with potential for use in restoration projects in contexts with similar land-use histories. These findings highlight the potential of nucleation as an efficient and scalable strategy for restoring degraded landscapes.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós Graduação em Biodiversidade e Conservação da NaturezaUFJFBrasilICB – Instituto de Ciências BiológicasAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICASÁrea degradadaDiversidadeEcossistema florestalRestauração ecológicaDegraded areaDiversityEcological restorationForest ecosystemDoes diversity beget diversity? The influence of variation in nucleation techniques on species and functional composition in early Atlantic Forest restorationinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8805https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/18203/1/license_rdfc4c98de35c20c53220c07884f4def27cMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/18203/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ufjf/182032025-02-18 12:46:31.977oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2025-02-18T15:46:31Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false
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