Biogeografia, ecologia e prioridades espaciais para a conservação de vertebrados marinhos brasileiros

Orientador : Prof. Dr. Henry Louis SpachOrientador : Prof. Dr. Jean-Christophe JoyeuxTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação. Defesa: Curitiba, 17/03/2014Inclui referênciasResumo: Nesse estudo, foram investigadas as mudanças na estrutura da ictiofauna estuarina em diferentes escalas geográficas, os processos ecológicos subjacentes a essas mudanças, bem como a localização de áreas prioritárias para a conservação na zona marinha brasileira. No Capítulo 1, um desenho de amostragem hierárquico foi usado para comparar a variação na estrutura das assembleias de peixes entre duas escalas espaciais e para estimar os efeitos individuais e sinergéticos de alguns parâmetros ambientais e da distância geográfica na estruturação da fauna. Para isso, foram amostradas oito áreas separadas por 0,7-25 km (escala local) dentro de cada um dos cinco estuários separados por 970-600 km (escala regional). As análises revelaram diferenças significativas na estrutura das assembleias (em termos de biomassa relativa e presença/ausência das espécies) para ambas as escalas e que a variação regional foi comparativamente maior do que a variação local. Porém, os cinco estuários amostrados segregaram-se em dois grupos amplamente congruentes com as províncias biogeográficas Brasileira e Argentina. Três variáveis ambientais (temperatura média da água no mês mais frio, área de manguezal e precipitação média anual) e a distância entre os estuários explicaram, respectivamente, 44,8 e 16,3% da variabilidade regional na biomassa relativa das espécies. Em escala local, os resultados sugerem que as assembleias de diferentes estuários são estruturadas por fatores distintos. No Capítulo 2, os padrões geográficos de riqueza de espécies e raridade da ictiofauna estuarina foram mapeados e integrados para identificar regiões importantes para a conservação na costa brasileira. Além disso, também foi analisada a efetividade do sistema nacional de áreas protegidas para representar essas regiões. Quarenta e oito bandas, com 0,25° de latitude cada, foram consideradas prioritárias para a conservação, por possuírem simultaneamente uma alta riqueza de espécies e assembleias relativamente raras. Também foi verificado que o sistema atual de áreas protegidas é ineficiente para proteger essas bandas. Por fim, no Capítulo 3, foram elaboradas alternativas para a expansão das áreas marinhas protegidas (AMPs) em águas brasileiras, que maximizam a representação das espécies e evitam conflitos com atividades econômicas relevantes. Para isso, foram utilizados dados de distribuição de 750 espécies de vertebrados marinhos (incluindo mamíferos, aves, tartarugas e peixes), das AMPs existentes e das concessões para exploração/produção de petróleo e gás natural na Zona Econômica Exclusiva do País. As soluções elaboradas mostraram que uma rede de AMPs, abrangendo 10% da área de estudo com alta prioridade para a conservação, poderia proteger, em média, entre 85,8 e 86,5% da distribuição das espécies. Foi constatado que a inclusão das AMPs existentes e das concessões para exploração de petróleo e gás no processo de priorização causou somente uma pequena perda na representação de espécies em perigo e ameaçadas de extinção. Os resultados sugerem, no entanto, que é possível compatibilizar a produção atual de petróleo e gás com a expansão da rede nacional de AMPs. As informações apresentadas nesse estudo podem contribuir para a tomada de decisões vinculadas ao objetivo do Brasil, de proteger 10% da sua zona marinha e costeira até 2020. Palavras-chave: comunidade de peixes, biodiversidade, estuários, planejamento para conservação, áreas marinhas protegidas, raridade.Abstract: The present study aims to investigate changes in estuarine ichthyofauna across different spatial scales, the ecological process underlining these changes, as well as the localization of priority areas for conservation at Brazilian marine zone. In Chapter 1, a hierarchical sampling design was used to quantify variations in assemblage structures of Brazilian estuarine fish across two spatial scales and to estimate the individual and synergetic effects of selected environmental variables and of geographical distance on the ichthyofauna structure. For this analysis, eight areas separated by 0.7 to 25 km (local scale) were sampled in five estuaries separated by 970 to 6000 km (regional scale). Multivariate analysis revealed that assemblage structure varied significantly in terms of relative biomass and presence/absence of species on both scales, and that the regional variation was greater than the local variation for either dataset. However, the five estuaries sampled segregated into two major groups largely congruent with the Brazilian and Argentinian biogeographic provinces. Three environmental variables (mean temperature of the coldest month, mangrove area and mean annual precipitation) and distance between estuaries explained 44.8 and 16.3%, respectively, of the regional-scale variability in the species relative biomass. At the local scale, the importance of environmental predictors for the spatial structure of the assemblages differed between estuarine systems. In Chapter 2, geographic patterns of species richness and rarity of the estuarine ichthyofauna were mapped and integrated to identify important regions for biodiversity conservation across the Brazilian coast. Furthermore, also was analyzed the effectiveness of the national system of protected areas to represent these regions. Forty-eight bands of 0.25° latitude each were recognized as conservation priorities by harbor simultaneously high species richness and assemblages that are relatively rare. Also was found that the existing system of protected areas is inefficient to represent priority bands identified in this study. Lastly, in Chapter 3 were developed alternatives for the expansion of current marine protected areas (MPAs) in Brazilian waters that maximize species representation and reduce potential conflicts with relevant economic activities. For this were utilized distribution data of 750 marine vertebrate species (including mammals, birds, turtles and fishes), of established MPAs and of the areas concessioned for oil and gas exploitation. The results showed that a MPA network encompassing 10% of the study area with high conservation priority would protect, on average, between 85.8 and 86.5% of species distribution. It was found that incorporating existing MPAs and areas concessioned for oil and gas exploitation in the prioritization process caused only a small loss in representation of near-threatened and threatened species. The results highlight, therefore, that it is possible to reconcile current offshore oil and gas production with the expansion of the national MPA network, without significant losses in species' representation. The solutions presented here may be useful as scientific support in political negotiations about Brazil's commitment to protect 10% of its coastal and marine areas by 2020. Key-words: fish communities, biodiversity, estuaries, conservation planning, marine protected areas, rarity