Controles bióticos e abióticos sobre a diversidade de espécies em um gradiente altitudinal: testando teorias ecológicas através de atributos óticos

• Processo: 15/17534-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2015
• Data de Término da vigência: 07 de outubro de 2018
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Ecologia - Ecologia de Ecossistemas
• Acordo de Cooperação: Microsoft Research
• Pesquisador responsável: Thiago Sanna Freire Silva
• Beneficiário: Annia Susin Streher
• Instituição Sede: Instituto de Geociências e Ciências Exatas (IGCE). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Rio Claro. Rio Claro , SP, Brasil
• Empresa: Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Rio Claro. Instituto de Biociências (IB)
• Vinculado ao auxílio: 13/50155-0 - Combining new technologies to monitor phenology from leaves to ecosystems, AP.PFPMCG.PITE
• Bolsa(s) vinculada(s): 17/01912-4 - Utilização de atributos ópticos para testar teorias ecológicas de distribuição de espécies, BE.EP.DR 16/00757-2 - Entendendo montagem de comunidades ao longo de gradientes altitudinais nos trópicos: variação em atributos funcionais conseguem explicar mecanismos de diversidade?, BE.EP.DR
• Assunto(s): Ecossistemas de montanha Ecologia de comunidades Sensoriamento remoto Mudança climática Biodiversidade
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: atributos funcionais | ecossistemas de montanha | filtros ambientais | montagem de comunidades | Sensoriamento remoto hiperespectral | Ecologia Funcional

Resumo

A predição dos impactos das mudanças climáticas sobre os ecossistemas requer a compreensão de como processos locais influenciam a diversidade. Explicar padrões de diversidade tem sido uma questão central em ecologia de comunidades e ecossistemas, e mais recentemente em macroecologia. Mecanismos bióticos e abióticos têm sido utilizados para explicar padrões de diversidade ao longo de gradientes, e a ecologia funcional estabeleceu o uso de atributos funcionais para compreender padrões de diversidade em diferentes escalas espaciais. Ainda assim, informações espacial- e temporalmente explícitas sobre atributos funcionais de plantas são raras, limitando nossa compreensão sobre como as comunidades interagem com fatores bióticos e abióticos. O sensoriamento remoto oferece ferramentas inovadoras para avaliar atributos da vegetação em múltiplas escalas, e abordagens modernas têm o potencial de revolucionar a observação dos ecossistemas, particularmente usando espectrômetros imageadores. Os sensores hiperespectrais medem a radiação eletromagnética refletida em centenas de bandas espectrais estreitas, permitindo a reconstrução de assinaturas espectrais e a detecção de atributos estruturais, fisiológicos e mesmo filogenéticos em plantas. Estudos recentes têm mostrado a relação entre atributos funcionais e medidas hiperespectrais ("atributos espectranômicos"), fundamentando o uso de "tipos funcionais opticamente distintos" ("grupos óticos vegetais") como uma forma única de abordar a dependência entre processos ecossistêmicos e dinâmica da vegetação em múltiplas escalas. Sensores hiperespectrais são transportados em aviões tripulados, a um custo elevado. Veículos Aéreos Não Tripulados (UAVs ou "drones"), uma tecnologia em rápida e significativa expansão, possuem potencial ilimitado, mas poucas são as aplicações em ecologia funcional, especialmente em ecossistemas tropicais. Propomos uma avaliação da aplicabilidade de imagens hiperespectrais e UAVs para desvendar os mecanismos subjacentes aos padrões de montagem das comunidades de plantas ao longo de um gradiente tropical de altitude, com base em atributos funcionais e óticos de espécies vegetais. Iremos responder às seguintes questões: (i) Os mecanismos de montagem de comunidades são semelhantes entre as elevações, e / ou entre comunidades herbáceas e lenhosas? (ii) Os padrões de variação nos atributos funcionais estão correlacionados com interações competitivas em baixas altitudes e com filtros abióticos em altas altitudes? (Iii) Como as assinaturas espectrais das comunidades variam em função da altitude? (iv) Como a variabilidade óptica intra-específica se compara à variabilidade inter-específica, em múltiplas escalas? (v) Podemos associar grupos funcionais e grupos óticos de plantas em ecossistemas tropicais? O projeto será realizado na região da Serra do Cipó (MG), um ambiente montanhoso caracterizado por um gradiente de altitude de 800 a 1700m. A paisagem inclui diferentes fisionomias de Cerrado, campos rupestres e florestas decíduas, distribuídas ao longo do gradiente de elevação. Espera-se construir uma biblioteca hiperespectral de alta qualidade, associada a um banco de dados de atributos funcionais, oferecendo uma capacidade inédita em tratar de questões ambientais atuais e futuras, aproveitando-se do intercâmbio multidisciplinar promovido pela colaboração FAPESP / Microsoft Joint Research Center. Iremos testar teorias modernas relevantes, frequentemente citadas, mas raramente testadas, sobre as origens dos gradientes de diversidade nos trópicos, em termos de variação na diversidade e montagem das comunidade e variação dos padrões funcionais e ópticos. Esperamos atingir um novo nível de compreensão sobre como os atributos funcionais estão distribuídos ao longo de gradientes, revelando mecanismos e padrões que podem ser usados para prever os efeitos de mudanças ambiente, da folha aos ecossistemas. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DE RESENDE, ANGELICA FARIA; SCHONGART, JOCHEN; STREHER, ANNIA SUSIN; FERREIRA-FERREIRA, JEFFERSON; FERNANDEZ PIEDADE, MARIA TERESA; FREIRE SILVA, THIAGO SANNA. Massive tree mortality from flood pulse disturbances in Amazonian floodplain forests: The collateral effects of hydropower production. Science of The Total Environment, v. 659, p. 587-598, APR 1 2019. (15/17534-3)

STREHER, ANNIA SUSIN; TORRES, RICARDO DA SILVA; CERDEIRA MORELLATO, LEONOR PATRICIA; FREIRE SILVA, THIAGO SANNA. Accuracy and limitations for spectroscopic prediction of leaf traits in seasonally dry tropical environments. REMOTE SENSING OF ENVIRONMENT, v. 244, JUL 2020. (16/00757-2, 13/50155-0, 17/01912-4, 09/54208-6, 15/17534-3)

CERDEIRA MORELLATO, LEONOR PATRICIA; ALBERTON, BRUNA; ALVARADO, SWANNI T.; BORGES, BRUNO; BUISSON, ELISE; CAMARGO, MARIA GABRIELA G.; CANCIAN, LEONARDO F.; CARSTENSEN, DANIEL W.; ESCOBAR, DIEGO F. E.; LEITE, PATRICIA T. P.; et al. Linking plant phenology to conservation biology. Biological Conservation, v. 195, p. 13-pg., 2016-03-01. (14/00215-0, 13/50155-0, 10/52113-5, 12/12429-9, 14/07700-0, 10/01762-3, 12/21601-0, 14/13899-4, 10/51307-0, 15/17534-3, 14/01594-4, 11/22635-2, 14/12728-1, 14/13354-8)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

STREHER, Annia Susin. Variação de atributos fenotípicos e ópticos no espaço e no tempo nos trópicos sazonais: padrões, causas e consequências. 2018. Tese de Doutorado - Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Biociências. Rio Claro Rio Claro.