Dissertação/Tese PADRÕES ESTRUTURAIS, FUNCIONAIS E SERVIÇOS ECOSSISTÊMICOS DE COMUNIDADES VEGETAIS EM AMBIENTES ALTIMONTANOS - PPGCF

Entender os padrões estruturais, funcionais, bem como os serviços ecossistêmicos e a diversidade de espécies em ambientes altimontanos, representa ao mesmo tempo um desafio e um passo importante para a ciência. Assim como em outras partes do mundo, no Brasil e no México, ambientes montanhosos representam hotspots de biodiversidade e provisão de serviços ecossistêmicos. Apesar de sua importância ecológica e do elevado grau de ameaça antrópica, associado a novos padrões de uso da terra, esses ambientes ainda permanecem pouco estudados. Nesta tese, buscamos compreender os padrões estruturais, funcionais e os serviços ecossistêmicos de espécies vegetais nesses ambientes. Para isso, adotamos uma abordagem integrada, estruturada em três capítulos voltados à Serra do Espinhaço e um quarto capítulo desenvolvido durante o doutorado sanduíche no México (Figura 1). No primeiro capítulo, realizamos uma revisão sistemática sobre traços funcionais, estratégias ecológicas CSR de plantas e seus serviços ecossistêmicos; no segundo, avaliamos as estratégias ecológicas CSR de espécies herbáceas e lenhosas em áreas de campo rupestre, turfeiras e ilhas florestais sob diferentes regimes de uso da terra, dentro e fora de uma Unidade de Conservação. No terceiro capítulo, avaliamos a composição florística, a estrutura da vegetação, a diversidade de espécies e o estoque de carbono em duas comunidades florestais. Por fim, ampliando a abordagem para uma perspectiva internacional e de gradientes ambientais em montanhas tropicais, investigamos, no quarto capítulo, os efeitos da altitude e da exposição sobre a composição, diversidade e estrutura da vegetação lenhosa em uma montanha mexicana. Os resultados evidenciaram forte concentração de estudos em afloramentos rochosos, enquanto turfeiras e ilhas florestais permaneceram pouco investigadas, especialmente na porção central da Serra do Espinhaço. As comunidades vegetais foram predominantemente compostas por estratégias tolerantes ao estresse e ruderais, possivelmente resultante da forte filtragem ambiental nesses ecossistemas altimontanos. Além disso, observamos que os regimes de uso da terra influenciaram a composição das comunidades, com maior heterogeneidade funcional em áreas protegidas e simplificação em ambientes desprotegidos, sobretudo em turfeiras. Nas ilhas florestais, embora a diversidade local tenha se mantido semelhante entre a área protegida e desprotegida, a composição florística variou em estrutura, com maior presença de espécies generalistas e redução no estoque de carbono na área desprotegida. Gradientes ambientais, especialmente a altitude, influenciaram a composição, diversidade e estrutura da vegetação, com redução da riqueza e diversidade em maiores altitudes, acompanhada por aumento de atributos estruturais e acúmulo de biomassa no caso do estudo no México. De modo geral, os resultados desta pesquisa evidenciam a importância e a fragilidade dos ambientes altimontanos tropicais, bem como o papel da filtragem ambiental e distúrbios antrópicos sobre comunidades vegetais, influenciando processos ecológicos críticos, que se traduzem em serviços ecossistêmicos essenciais para à vida na Terra

Understanding the structural and functional patterns, as well as the ecosystem services and species diversity, in alpine environments represents both a challenge and an important step forward for science. As in other parts of the world, mountainous environments in Brazil and México represent biodiversity hotspots and important providers of ecosystem services. Despite their ecological importance and the high degree of anthropogenic threat associated with new land-use patterns, these environments remain poorly studied. In this thesis, we sought to understand the structural and functional patterns and ecosystem services of plant species in these environments. To achieve this, we adopted an integrated approach structured into three chapters focused on the Espinhaço Range and a fourth chapter developed during a doctoral internship in Mexico (Figure 1). In the first chapter, we conducted a systematic review on plant functional traits, CSR ecological strategies, and their ecosystem services; in the second, we evaluated the CSR ecological strategies of herbaceous and woody species in Campo Rupestre, peatlands, and forest islands under different land-use regimes, both inside and outside a Conservation Unit. In the third chapter, we assessed floristic composition, vegetation structure, species diversity, and carbon stocks in two forest communities. Finally, expanding the approach to an international perspective and environmental gradients in tropical mountains, we investigated, in the fourth chapter, the effects of altitude and exposure on the composition, diversity, and structure of woody vegetation in a Mexican mountain. The results revealed a strong concentration of studies in rocky outcrops, whereas peatlands and forest islands remained poorly investigated, especially in the central portion of the Espinhaço Range. Plant communities were predominantly composed of stress-tolerant and ruderal strategies, possibly reflecting strong environmental filtering in these alpine ecosystems. In addition, we observed that land-use regimes influenced the functional composition of communities, with greater functional heterogeneity in protected areas and functional simplification in unprotected environments, particularly in peatlands. In forest islands, although local diversity remained similar between protected and unprotected areas, floristic composition and vegetation structure differed, with a greater presence of generalist species and reduced carbon stocks in unprotected areas. Environmental gradients, especially altitude, influenced vegetation composition, diversity, and structure, leading to reduced species richness and diversity at higher elevations, accompanied by increased structural attributes and biomass accumulation. Overall, the results of this research highlight the importance and fragility of tropical alpine environments, as well as the roles of environmental filtering and anthropogenic disturbances in shaping plant communities, compromising critical ecological processes that underpin ecosystem services essential to life on Earth.