Padrões de riqueza e distribuição de espécies de pequenos mamíferos terrestres do cerrado : uma ferramenta para modelagem e avaliação do sistema de unidades de conservação

Abstract

Um dos determinantes da diversidade de espécies em uma escala regional é a substituição de espécies ou diversidade beta. Os mecanismos relacionados à substituição de espécies variam em função da escala e podem estar pautados nas relações intra e interespecíficas, quando a escala é local, na seletividade de hábitats e especificidade das espécies, em escala regional e nos processos históricos, que atuam em largas escalas geográficas e temporais. A dificuldade de identificar os mecanismos ligados aos padrões atuais de diversidade tem levado especialistas a buscarem respostas cada vez mais detalhadas para os padrões observados. Este trabalho avalia a influência da distância e dos fatores climáticos e ambientais na diversidade beta dos pequenos mamíferos do Cerrado, utilizando a similaridade das espécies como indicador da substituição de espécies em escala local e regional. Além disso, a influência de processos locais e regionais é discutida para determinar sua importância na composição e distribuição dos pequenos mamíferos em localidades e ambientes específicos do bioma. O primeiro capítulo desta tese aborda a influência de mecanismos que afetam a composição e distribuição das espécies de pequenos mamíferos terrestres do Cerrado sob duas diferentes escalas. O estudo foi realizado em dez localidades de Cerrado, dentro das quais foram amostrados cinco tipos de hábitat. Testamos a hipótese de que a distância geográfica influencia a composição de espécies, diminuindo a similaridade entre as comunidades. A similaridade diminuiria com o aumento da distância tanto entre localidades, quanto entre hábitats iguais em diferentes localidades e ainda, entre comunidades com espécies de diferentes habilidades locomotoras. As análises mostram que a distância geográfica influencia na similaridade das espécies entre hábitats e entre localidades. Comparações de riqueza mostram diferenças entre localidades, mas não entre hábitats. Para verificar a influência de fatores climáticos e dos hábitats sobre a composição de espécies, realizamos uma análise de correspondência canônica que identificou cinco variáveis, dentre elas, variáveis de posição, climáticas e os hábitats como significativamente importantes na composição das comunidades de pequenos mamíferos. A fauna local das comunidades de pequenos mamíferos do Cerrado depende, em parte, da localização das áreas em relação às fontes históricas e atuais de dispersão e colonização. As comunidades locais, provavelmente não atingem um equilíbrio ecológico local, pelo contrário, são influenciadas por seus contextos históricos e geográficos. A segunda parte da tese trata de uma aplicação prática do conhecimento acerca das distribuições geográficas dos pequenos mamíferos do Cerrado. A teoria de comunidades e os mecanismos de compreensão da composição e distribuição de espécies que embasaram a discussão na primeira parte da tese são direcionados para o segundo capítulo, mostrando que os processos biogeográficos, como a proximidade de biomas adjacentes, posição geográfica e áreas com altitudes elevadas, assim como os fatores climáticos que influenciam a composição das espécies de pequenos mamíferos podem ser utilizados como ferramenta para embasar decisões sobre criação de novas unidades de conservação. Ao detectarmos variáveis que contribuem para a ocorrência de espécies ou aumento da riqueza, ou até mesmo para a composição atual das comunidades, estamos nos munindo de ferramentas seguras para tomar decisões que contribuam para a manutenção, preservação e conservação das espécies e até de comunidades biológicas inteiras. Utilizei a modelagem de distribuição de espécies para prever áreas de ocorrência de espécies dos pequenos mamíferos e, dessa forma, avaliar a efetividade do Sistema Nacional de Unidades de Conservação (SNUC) em proteger a fauna de pequenos mamíferos do bioma Cerrado. Foram analisadas as 20 unidades de conservação de proteção integral do Cerrado a partir de critérios de insubstituibilidade e efetividade previamente definidos e uma análise de lacunas foi realizada para identificar áreas mais importantes e as menos eficientes para manter as espécies-alvo. A rede de unidades de conservação é insuficiente para proteger a diversidade de pequenos mamíferos do Cerrado, especialmente as espécies consideradas mais suscetíveis ao desaparecimento, como as ameaçadas, endêmicas e de distribuição restrita. Aspectos relativos às espécies foram abordados e as unidades de conservação mais eficientes para a manutenção destas espécies foram identificadas. As lacunas de conservação apontadas no estudo são áreas de alta adequabilidade para a ocorrência de grande número de espécies, mas que ainda não tem unidades de conservação de proteção integral federais capazes de proteger esta riqueza de espécies. As áreas mais ricas localizam-se no oeste da Bahia, centro-oeste e sudeste do Cerrado. Nestas regiões, a criação e/ou ampliação de unidades de conservação é uma medida necessária e urgente. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Species turnover along a spatial gradient is one of the major determinants of regional diversity, and the mechanisms that affect this replacement remain unclear for most taxa. At least three mechanisms, which operate at different scales, contribute to species diversity: 1. Local processes (e.g., competition, predation); 2. Regional processes, which operate at the landscape level (e.g., specialization with respect to environmental-climatic factors, often having pronounced latitudinal trends); and 3. Historical processes influencing regional diversity and geographic distributions, which act over large temporal and geographical scales. Understanding how each of these mechanisms affects distribution and abundance of species continues to be a major challenge for ecologists. This study investigates distribution patterns of non-volant small mammals within the Cerrado biome to investigate the contribution of climate variables to the decay in community similarity with distance. We discuss how local and regional processes affect the composition and distribution of small mammal fauna both within localities and habitats. The first chapter investigates how the mechanisms of replacement of species influence the composition and distribution of non-volant small mammals under two distinct scales. We sampled ten widespread localities in the Cerrado biome, and five habitat types within these localities. We wished to determine whether dissimilarities between communities are related to (a) geographic distance (b) dissimilarity between habitat structure (c) dissimilarity in climate variables between communities, and (d) to the varied dispersal abilities of species. The analysis show that geographical distance affects the similarity of communities inside the localities and inside some habitats (GF). We found differences in richness between localities, but not between habitats. To verify the influence of climate-environmental variables on the composition and distribution of species, we performed a CCA. The CCA revealed a significant effect of environmental variables on the distribution and abundance of species. Five of the eleven variables were significant in the analysis and they explained 63.6% of the total variation in the data. The variables which most influenced the first axis were habitat, altitude, and longitude. Variation in the second axis was correlated with rainfall in the warmest quarter (PWQ), followed by longitude and rainfall in driest month (PDM). Variation in similarity of mammal faunas between the same habitats in different locations demonstrates that both habitat dependence and historical factors related to the origin, development, and current geography of the Cerrado environment can influence species composition. Moreover, spatial variables, such as longitude, indicate that regional factors play an important role on local species composition. Because the composition of local mammal communities in Cerrado depends in part on the location of an area relative to historical and contemporary sources of dispersal and colonization, local communities probably do not represent a local ecological equilibrium, but rather are influenced by their historical and geographic contexts. The second part of the document is a practical application of knowledge about the geographic distribution of small mammals in the Cerrado. The theory of communities and the mechanisms for understanding the composition and distribution of species that support the discussion in the first part of the thesis are applied in the second chapter, showing that the biogeographic processes, such as the proximity of adjacent biomes, geographic location and localities with high elevations, as well as climatic factors that influence the species composition of small mammals may be used as a tool to support decisions on creation of new conservation areas. Detecting variables that contribute to the occurrence of species or increase species richness, or even contribute to clarify the present composition of the communities, we are arming of reliable tools to make decisions that contribute to the maintenance, preservation and conservation of species, biological communities, and ecological processes. I modeled species distribution to predict areas of occurrence of species of small mammals, and thus evaluate the effectiveness of the National System of Conservation Units (SNUC) in protecting the small mammals of the Cerrado biome. We analyzed 20 conservation units of integral protection in relation to their irreplaceability and effectiveness. Irreplaceability and effectiveness criteria were previously defined to help the identification of the most important areas to preserve the species. Then, a gap analysis was performed to identify the gaps based on richness, representativeness and occurrence of threatened, endemic, new, and species with restrict distribution. The network of protected areas is insufficient to protect the diversity of small mammals in the Cerrado, especially those species considered most likely to disappear, as threatened, endemic and with restricted distribution. Conservation gaps identified in the study are composed by areas of high suitability for occurrence of species and that do not have conservation units able to protect this richness. The richest areas are located in Western part of Bahia State, and in the Central, West and Southeast regions of Cerrado. In these regions the creation and / or expansion of protected areas is a necessary and urgent.