Analysis of the landscape complexity and heterogeneity of the Pantanal wetland / Análise da complexidade e heterogeneidade da paisagem do Pantanal

This is the first report on analysis of habitat complexity and heterogeneity of the Pantanal wetland. The Pantanal encompasses a peculiar mosaic of environments, being important to evaluate and monitor this area concerning conservation of biodiversity. Our objective was to indirectly measure the habitat complexity and heterogeneity of the mosaic forming the sub-regions of the Pantanal, by means of remote sensing. We obtained free images of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) from the sensor MODIS and calculated the mean value (complexity) and standard deviation (heterogeneity) for each sub-region in the years 2000, 2008 and 2015. The sub-regions of Poconé, Canoeira, Paraguai and Aquidauana presented the highest values of complexity (mean NDVI), between 0.69 and 0.64 in the evaluated years. The highest horizontal heterogeneity (NDVI standard deviation) was observed in the sub-region of Tuiuiú, with values of 0.19 in the years 2000 and 2015, and 0.21 in the year 2008. We concluded that the use of NDVI to estimate landscape parameters is an efficient tool for assessment and monitoring of the complexity and heterogeneity of the Pantanal habitats, applicable in other regions.(AU)

Este é o primeiro trabalho sobre análise da complexidade e heterogeneidade de habitats do Pantanal. O Pantanal é constituído por um mosaico de ambientes com características peculiares, sendo importante a avaliação e o monitoramento dessa área voltado para a conservação da biodiversidade. O objetivo do estudo é mensurar de forma indireta a complexidade e a heterogeneidade do mosaico de habitats os quais formam as sub-regiões do Pantanal, por meio do sensoriamento remoto. Foram obtidas, gratuitamente, imagens de índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) do sensor MODIS e calculado o valor de média (complexidade) e desvio padrão (heterogeneidade) para cada sub-regiões do Pantanal, para os anos de 2000, 2008 e 2015. Os pantanais de Poconé, Canoeira, Paraguai e Aquidauana são as regiões que apresentaram os maiores valores de complexidade (NDVI médio), variando entre 0.69 a 0.64 para os anos avaliados. Maior heterogeneidade (NDVI desvio padrão) foi observada na sub-região pantaneira do Tuiuiú, sendo o valor para os anos de 2000 e 2015 igual a 0.19 e para o ano de 2008 o valor de 0.21, o que implica que a região tem a maior heterogeneidade horizontal quando comparada com as demais sub-regiões. Constata-se que o uso de NDVI na estimativa de parâmetros da paisagem é uma ferramenta eficiente para o reconhecimento e monitoramento da complexidade e heterogeneidade de habitats do Pantanal, replicável em outras regiões.(AU)

Analysis of the landscape complexity and heterogeneity of the Pantanal wetland / Análise da complexidade e heterogeneidade da paisagem do Pantanal

Abstract This is the first report on analysis of habitat complexity and heterogeneity of the Pantanal wetland. The Pantanal encompasses a peculiar mosaic of environments, being important to evaluate and monitor this area concerning conservation of biodiversity. Our objective was to indirectly measure the habitat complexity and heterogeneity of the mosaic forming the sub-regions of the Pantanal, by means of remote sensing. We obtained free images of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) from the sensor MODIS and calculated the mean value (complexity) and standard deviation (heterogeneity) for each sub-region in the years 2000, 2008 and 2015. The sub-regions of Poconé, Canoeira, Paraguai and Aquidauana presented the highest values of complexity (mean NDVI), between 0.69 and 0.64 in the evaluated years. The highest horizontal heterogeneity (NDVI standard deviation) was observed in the sub-region of Tuiuiú, with values of 0.19 in the years 2000 and 2015, and 0.21 in the year 2008. We concluded that the use of NDVI to estimate landscape parameters is an efficient tool for assessment and monitoring of the complexity and heterogeneity of the Pantanal habitats, applicable in other regions.

Resumo Este é o primeiro trabalho sobre análise da complexidade e heterogeneidade de habitats do Pantanal. O Pantanal é constituído por um mosaico de ambientes com características peculiares, sendo importante a avaliação e o monitoramento dessa área voltado para a conservação da biodiversidade. O objetivo do estudo é mensurar de forma indireta a complexidade e a heterogeneidade do mosaico de habitats os quais formam as sub-regiões do Pantanal, por meio do sensoriamento remoto. Foram obtidas, gratuitamente, imagens de índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) do sensor MODIS e calculado o valor de média (complexidade) e desvio padrão (heterogeneidade) para cada sub-região do Pantanal, para os anos de 2000, 2008 e 2015. Os pantanais de Poconé, Canoeira, Paraguai e Aquidauana são as regiões que apresentaram os maiores valores de complexidade (NDVI médio), variando entre 0.69 a 0.64 para os anos avaliados. Maior heterogeneidade (NDVI desvio padrão) foi observada na sub-região pantaneira do Tuiuiú, sendo o valor para os anos de 2000 e 2015 igual a 0.19 e para o ano de 2008 o valor de 0.21, o que implica que a região tem a maior heterogeneidade horizontal quando comparada com as demais sub-regiões. Constata-se que o uso de NDVI na estimativa de parâmetros da paisagem é uma ferramenta eficiente para o reconhecimento e monitoramento da complexidade e heterogeneidade de habitats do Pantanal, replicável em outras regiões.

Spider community responds to litter complexity: insights from a small-scale experiment in an exotic pine stand / Comunidade de aranhas responde a complexidade da serapilheira: percepções de um experimento de pequena escala em um talhão de pinus exótico

Conservation of biodiversity in agroecosystems is an urgent need, and a suitable approach to maximize animal biodiversity and their services is the restoration of habitat heterogeneity. Here we investigated the value of increasing litter complexity in tree plantations of exotic pine for ground spiders. We hypothesized that increasing the litter complexity of these systems, as it would be the case in ecologically designed plantations, would increase spider aggregations. We performed a small-scale litter manipulation experiment within an exotic pine stand in the municipality of Minas do Leão, Rio Grande do Sul, Brazil, and compared spider diversity in simple (only pine needles) and complex substrates (with the addition of diverse native broadleaves). We found 1,110 spiders, 19 families and 32 morphospecies. The most abundant families were Linyphiidae, Theridiidae and Salticidade, and the dominant morphospecies were Thymoites sp. 2 and Lygarina sp. Web-building spiders represented 61% of total spider abundance, and 17 species, while hunting spiders, 49% and 15 species. As expected, densities of spider individuals and species from both web-building and hunting spiders were higher in complex litter substrate. Potential preys (Collembola) also responded positively to the treatment, and had influence of spider community patterns. Our results suggest that ensuring some degree of plant and litter diversity within pine stands (e.g. understory establishment) might foster spider aggregations and possibly help to conserve their diversity at local-scales.(AU)

A conservação da biodiversidade em agroecossistemas é uma necessidade urgente, e uma abordagem adequada a maximizar a biodiversidade animal e seus serviços é a restauração da heterogeneidade de habitats. Aqui nós investigamos o valor do aumento da complexidade da serapilheira em plantações exóticas de pinus para aranhas de solo. Nossa hipótese é que aumentando a complexidade da serapilheira nestes sistemas, como seria o caso em plantações com design ecológico, as agregações de aranhas aumentariam. Nós realizamos uma manipulação experimental de pequena escala em uma plantação exótica de pinus no município de Minas do Leão, Rio Grande do Sul, e comparamos a diversidade de aranhas em substrato simples (somente acículas de pinus) e complexo (com adição de folhas nativas diversas). Nós encontramos 1.110 aranhas, 19 famílias e 32 morfoespécies. As famílias mais abundantes foram Linyphiidae, Theridiidae e Salticidade, e as morfoespécies dominantes foram Thymoites sp. 2 e Lygarina sp. Aranhas de teia representaram 61% da abundância total de aranhas e 17 espécies, enquanto aranhas caçadoras, 49% e 15 espécies. Como esperado, densidades de indivíduos e de espécies de ambas construtoras de teia e caçadoras foram maiores em substrato complexo. Potenciais presas (Collembola) também responderam positivamente ao tratamento, e influenciaram os padrões das comunidades de aranhas. Nossos resultados sugerem que garantir algum grau de diversidade de plantas e serapilheira dentro de talhões de pinus (e.g. estabelecimento de sub-bosque) poderia promover agregações de aranhas e possivelmente ajudar a conservar sua diversidade em escalas locais.(AU)

Analysis of the landscape complexity and heterogeneity of the Pantanal wetland

Abstract This is the first report on analysis of habitat complexity and heterogeneity of the Pantanal wetland. The Pantanal encompasses a peculiar mosaic of environments, being important to evaluate and monitor this area concerning conservation of biodiversity. Our objective was to indirectly measure the habitat complexity and heterogeneity of the mosaic forming the sub-regions of the Pantanal, by means of remote sensing. We obtained free images of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) from the sensor MODIS and calculated the mean value (complexity) and standard deviation (heterogeneity) for each sub-region in the years 2000, 2008 and 2015. The sub-regions of Poconé, Canoeira, Paraguai and Aquidauana presented the highest values of complexity (mean NDVI), between 0.69 and 0.64 in the evaluated years. The highest horizontal heterogeneity (NDVI standard deviation) was observed in the sub-region of Tuiuiú, with values of 0.19 in the years 2000 and 2015, and 0.21 in the year 2008. We concluded that the use of NDVI to estimate landscape parameters is an efficient tool for assessment and monitoring of the complexity and heterogeneity of the Pantanal habitats, applicable in other regions.

Resumo Este é o primeiro trabalho sobre análise da complexidade e heterogeneidade de habitats do Pantanal. O Pantanal é constituído por um mosaico de ambientes com características peculiares, sendo importante a avaliação e o monitoramento dessa área voltado para a conservação da biodiversidade. O objetivo do estudo é mensurar de forma indireta a complexidade e a heterogeneidade do mosaico de habitats os quais formam as sub-regiões do Pantanal, por meio do sensoriamento remoto. Foram obtidas, gratuitamente, imagens de índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) do sensor MODIS e calculado o valor de média (complexidade) e desvio padrão (heterogeneidade) para cada sub-região do Pantanal, para os anos de 2000, 2008 e 2015. Os pantanais de Poconé, Canoeira, Paraguai e Aquidauana são as regiões que apresentaram os maiores valores de complexidade (NDVI médio), variando entre 0.69 a 0.64 para os anos avaliados. Maior heterogeneidade (NDVI desvio padrão) foi observada na sub-região pantaneira do Tuiuiú, sendo o valor para os anos de 2000 e 2015 igual a 0.19 e para o ano de 2008 o valor de 0.21, o que implica que a região tem a maior heterogeneidade horizontal quando comparada com as demais sub-regiões. Constata-se que o uso de NDVI na estimativa de parâmetros da paisagem é uma ferramenta eficiente para o reconhecimento e monitoramento da complexidade e heterogeneidade de habitats do Pantanal, replicável em outras regiões.

Analysis of the landscape complexity and heterogeneity of the Pantanal wetland

Abstract This is the first report on analysis of habitat complexity and heterogeneity of the Pantanal wetland. The Pantanal encompasses a peculiar mosaic of environments, being important to evaluate and monitor this area concerning conservation of biodiversity. Our objective was to indirectly measure the habitat complexity and heterogeneity of the mosaic forming the sub-regions of the Pantanal, by means of remote sensing. We obtained free images of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) from the sensor MODIS and calculated the mean value (complexity) and standard deviation (heterogeneity) for each sub-region in the years 2000, 2008 and 2015. The sub-regions of Poconé, Canoeira, Paraguai and Aquidauana presented the highest values of complexity (mean NDVI), between 0.69 and 0.64 in the evaluated years. The highest horizontal heterogeneity (NDVI standard deviation) was observed in the sub-region of Tuiuiú, with values of 0.19 in the years 2000 and 2015, and 0.21 in the year 2008. We concluded that the use of NDVI to estimate landscape parameters is an efficient tool for assessment and monitoring of the complexity and heterogeneity of the Pantanal habitats, applicable in other regions.

Resumo Este é o primeiro trabalho sobre análise da complexidade e heterogeneidade de habitats do Pantanal. O Pantanal é constituído por um mosaico de ambientes com características peculiares, sendo importante a avaliação e o monitoramento dessa área voltado para a conservação da biodiversidade. O objetivo do estudo é mensurar de forma indireta a complexidade e a heterogeneidade do mosaico de habitats os quais formam as sub-regiões do Pantanal, por meio do sensoriamento remoto. Foram obtidas, gratuitamente, imagens de índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) do sensor MODIS e calculado o valor de média (complexidade) e desvio padrão (heterogeneidade) para cada sub-região do Pantanal, para os anos de 2000, 2008 e 2015. Os pantanais de Poconé, Canoeira, Paraguai e Aquidauana são as regiões que apresentaram os maiores valores de complexidade (NDVI médio), variando entre 0.69 a 0.64 para os anos avaliados. Maior heterogeneidade (NDVI desvio padrão) foi observada na sub-região pantaneira do Tuiuiú, sendo o valor para os anos de 2000 e 2015 igual a 0.19 e para o ano de 2008 o valor de 0.21, o que implica que a região tem a maior heterogeneidade horizontal quando comparada com as demais sub-regiões. Constata-se que o uso de NDVI na estimativa de parâmetros da paisagem é uma ferramenta eficiente para o reconhecimento e monitoramento da complexidade e heterogeneidade de habitats do Pantanal, replicável em outras regiões.

Spider community responds to litter complexity: insights from a small-scale experiment in an exotic pine stand / Comunidade de aranhas responde a complexidade da serapilheira: percepções de um experimento de pequena escala em um talhão de pinus exótico

Conservation of biodiversity in agroecosystems is an urgent need, and a suitable approach to maximize animal biodiversity and their services is the restoration of habitat heterogeneity. Here we investigated the value of increasing litter complexity in tree plantations of exotic pine for ground spiders. We hypothesized that increasing the litter complexity of these systems, as it would be the case in ecologically designed plantations, would increase spider aggregations. We performed a small-scale litter manipulation experiment within an exotic pine stand in the municipality of Minas do Leão, Rio Grande do Sul, Brazil, and compared spider diversity in simple (only pine needles) and complex substrates (with the addition of diverse native broadleaves). We found 1,110 spiders, 19 families and 32 morphospecies. The most abundant families were Linyphiidae, Theridiidae and Salticidade, and the dominant morphospecies were Thymoites sp. 2 and Lygarina sp. Web-building spiders represented 61% of total spider abundance, and 17 species, while hunting spiders, 49% and 15 species. As expected, densities of spider individuals and species from both web-building and hunting spiders were higher in complex litter substrate. Potential preys (Collembola) also responded positively to the treatment, and had influence of spider community patterns. Our results suggest that ensuring some degree of plant and litter diversity within pine stands (e.g. understory establishment) might foster spider aggregations and possibly help to conserve their diversity at local-scales.

A conservação da biodiversidade em agroecossistemas é uma necessidade urgente, e uma abordagem adequada a maximizar a biodiversidade animal e seus serviços é a restauração da heterogeneidade de habitats. Aqui nós investigamos o valor do aumento da complexidade da serapilheira em plantações exóticas de pinus para aranhas de solo. Nossa hipótese é que aumentando a complexidade da serapilheira nestes sistemas, como seria o caso em plantações com design ecológico, as agregações de aranhas aumentariam. Nós realizamos uma manipulação experimental de pequena escala em uma plantação exótica de pinus no município de Minas do Leão, Rio Grande do Sul, e comparamos a diversidade de aranhas em substrato simples (somente acículas de pinus) e complexo (com adição de folhas nativas diversas). Nós encontramos 1.110 aranhas, 19 famílias e 32 morfoespécies. As famílias mais abundantes foram Linyphiidae, Theridiidae e Salticidade, e as morfoespécies dominantes foram Thymoites sp. 2 e Lygarina sp. Aranhas de teia representaram 61% da abundância total de aranhas e 17 espécies, enquanto aranhas caçadoras, 49% e 15 espécies. Como esperado, densidades de indivíduos e de espécies de ambas construtoras de teia e caçadoras foram maiores em substrato complexo. Potenciais presas (Collembola) também responderam positivamente ao tratamento, e influenciaram os padrões das comunidades de aranhas. Nossos resultados sugerem que garantir algum grau de diversidade de plantas e serapilheira dentro de talhões de pinus (e.g. estabelecimento de sub-bosque) poderia promover agregações de aranhas e possivelmente ajudar a conservar sua diversidade em escalas locais.

Spider community responds to litter complexity: insights from a small-scale experiment in an exotic pine stand

ABSTRACT Conservation of biodiversity in agroecosystems is an urgent need, and a suitable approach to maximize animal biodiversity and their services is the restoration of habitat heterogeneity. Here we investigated the value of increasing litter complexity in tree plantations of exotic pine for ground spiders. We hypothesized that increasing the litter complexity of these systems, as it would be the case in ecologically designed plantations, would increase spider aggregations. We performed a small-scale litter manipulation experiment within an exotic pine stand in the municipality of Minas do Leão, Rio Grande do Sul, Brazil, and compared spider diversity in simple (only pine needles) and complex substrates (with the addition of diverse native broadleaves). We found 1,110 spiders, 19 families and 32 morphospecies. The most abundant families were Linyphiidae, Theridiidae and Salticidade, and the dominant morphospecies were Thymoites sp. 2 and Lygarina sp. Web-building spiders represented 61% of total spider abundance, and 17 species, while hunting spiders, 49% and 15 species. As expected, densities of spider individuals and species from both web-building and hunting spiders were higher in complex litter substrate. Potential preys (Collembola) also responded positively to the treatment, and had influence of spider community patterns. Our results suggest that ensuring some degree of plant and litter diversity within pine stands (e.g. understory establishment) might foster spider aggregations and possibly help to conserve their diversity at local-scales.

RESUMO A conservação da biodiversidade em agroecossistemas é uma necessidade urgente, e uma abordagem adequada a maximizar a biodiversidade animal e seus serviços é a restauração da heterogeneidade de habitats. Aqui nós investigamos o valor do aumento da complexidade da serapilheira em plantações exóticas de pinus para aranhas de solo. Nossa hipótese é que aumentando a complexidade da serapilheira nestes sistemas, como seria o caso em plantações com design ecológico, as agregações de aranhas aumentariam. Nós realizamos uma manipulação experimental de pequena escala em uma plantação exótica de pinus no município de Minas do Leão, Rio Grande do Sul, e comparamos a diversidade de aranhas em substrato simples (somente acículas de pinus) e complexo (com adição de folhas nativas diversas). Nós encontramos 1.110 aranhas, 19 famílias e 32 morfoespécies. As famílias mais abundantes foram Linyphiidae, Theridiidae e Salticidade, e as morfoespécies dominantes foram Thymoites sp. 2 e Lygarina sp. Aranhas de teia representaram 61% da abundância total de aranhas e 17 espécies, enquanto aranhas caçadoras, 49% e 15 espécies. Como esperado, densidades de indivíduos e de espécies de ambas construtoras de teia e caçadoras foram maiores em substrato complexo. Potenciais presas (Collembola) também responderam positivamente ao tratamento, e influenciaram os padrões das comunidades de aranhas. Nossos resultados sugerem que garantir algum grau de diversidade de plantas e serapilheira dentro de talhões de pinus (e.g. estabelecimento de sub-bosque) poderia promover agregações de aranhas e possivelmente ajudar a conservar sua diversidade em escalas locais.

Vertical stratification and effect of petiole and dry leaf size on arthropod feeding guilds in Cecropia pachystachya(Urticaceae) / Estratificação vertical e efeito do tamanho de pecíolos e folhas secas de Cecropia pachystachya sobre guildas alimentares de artrópodes (Urticaceae)

AbstractThis study aimed to test for vertical stratification and the effects of dry leaf size on herbivore and predator arthropods and petiole length on insect borers in Cecropia pachystachya. The leaves were sampled in three strata: attached to the plant, suspended on the vegetation and on the ground. We detected vertical stratification only in the guild of predator arthropods associated with dry leaves, with lower richness and abundance in the attached stratum. In addition, larger leaves positively affected the insect herbivore fauna, whereas the richness and abundance of insect borers increased with petiole length. The greater isolation of leaves attached to trees relative to the surrounding vegetation likely creates greater difficulty for dispersal and colonization by non-winged predators such as spiders. Larger dry leaves provide more shelter against predators and climate variations for insect herbivores. Moreover, larger petioles increase the availability of resources and nesting sites for insect borers. These results are consistent with other studies that found a similarity in the structure of feeding guilds across vertical strata and with studies that showed an increase in species richness and abundance of free-feeding insect herbivores with increasing structural complexity of their host.(AU)

ResumoOs objetivos do presente trabalho foram testar as hipóteses de que existe estratificação vertical e efeito do tamanho de folhas secas de Cecropia pachystachya sobre artrópodes herbívoros e predadores, e efeito do tamanho dos pecíolos sobre insetos brocadores. As folhas foram amostradas em três estratos: presas à planta, caídas sobre a vegetação e no solo. Foi verificada estratificação vertical apenas para os artrópodes predadores, com menor riqueza e abundância no estrato presa. Além disso, folhas maiores afetam positivamente a fauna de insetos herbívoros, enquanto que a riqueza e abundância de brocadores aumentam com o tamanho do pecíolo. O maior isolamento das folhas presas em relação à vegetação do entorno provavelmente determina maior dificuldade de dispersão e colonização por predadores não alados, como aranhas. Folhas secas maiores oferecem maiores áreas de refúgio e abrigo contra predadores e variações climáticas para insetos herbívoros. Além disso, maiores pecíolos aumentam a disponibilidade de alimento e locais para nidificação dos insetos brocadores. Estes resultados são consistentes com estudos que encontraram uma similaridade na estrutura de guildas alimentares entre estratos verticais. Corroboram também estudos que mostram o aumento da riqueza e abundância de insetos herbívoros de vida livre com o aumento da complexidade estrutural do hospedeiro.(AU)

Vertical stratification and effect of petiole and dry leaf size on arthropod feeding guilds in Cecropia pachystachya(Urticaceae) / Estratificação vertical e efeito do tamanho de pecíolos e folhas secas de Cecropia pachystachya sobre guildas alimentares de artrópodes (Urticaceae)

AbstractThis study aimed to test for vertical stratification and the effects of dry leaf size on herbivore and predator arthropods and petiole length on insect borers in Cecropia pachystachya. The leaves were sampled in three strata: attached to the plant, suspended on the vegetation and on the ground. We detected vertical stratification only in the guild of predator arthropods associated with dry leaves, with lower richness and abundance in the attached stratum. In addition, larger leaves positively affected the insect herbivore fauna, whereas the richness and abundance of insect borers increased with petiole length. The greater isolation of leaves attached to trees relative to the surrounding vegetation likely creates greater difficulty for dispersal and colonization by non-winged predators such as spiders. Larger dry leaves provide more shelter against predators and climate variations for insect herbivores. Moreover, larger petioles increase the availability of resources and nesting sites for insect borers. These results are consistent with other studies that found a similarity in the structure of feeding guilds across vertical strata and with studies that showed an increase in species richness and abundance of free-feeding insect herbivores with increasing structural complexity of their host.

ResumoOs objetivos do presente trabalho foram testar as hipóteses de que existe estratificação vertical e efeito do tamanho de folhas secas de Cecropia pachystachya sobre artrópodes herbívoros e predadores, e efeito do tamanho dos pecíolos sobre insetos brocadores. As folhas foram amostradas em três estratos: presas à planta, caídas sobre a vegetação e no solo. Foi verificada estratificação vertical apenas para os artrópodes predadores, com menor riqueza e abundância no estrato presa. Além disso, folhas maiores afetam positivamente a fauna de insetos herbívoros, enquanto que a riqueza e abundância de brocadores aumentam com o tamanho do pecíolo. O maior isolamento das folhas presas em relação à vegetação do entorno provavelmente determina maior dificuldade de dispersão e colonização por predadores não alados, como aranhas. Folhas secas maiores oferecem maiores áreas de refúgio e abrigo contra predadores e variações climáticas para insetos herbívoros. Além disso, maiores pecíolos aumentam a disponibilidade de alimento e locais para nidificação dos insetos brocadores. Estes resultados são consistentes com estudos que encontraram uma similaridade na estrutura de guildas alimentares entre estratos verticais. Corroboram também estudos que mostram o aumento da riqueza e abundância de insetos herbívoros de vida livre com o aumento da complexidade estrutural do hospedeiro.