Large mammals in altered tropical forest landscapes: their role in trophic cascade and factors that determine their distribution

Nesta dissertação investigamos o papel dos mamíferos em cascatas tróficas nas florestas tropicais, e os efeitos da configuração espacial e qualidade do habitat assim como das atividades humanas atuais sobre a distribuição de mamíferos de maior porte em uma paisagem rural de Mata Atlântica. No primeiro capítulo, através de uma revisão da literatura sumarizamos e avaliamos a evidência empírica de que mamíferos estão envolvidos em cascatas tróficas em florestas tropicais com o objetivo de indicar os avanços, os problemas e os desafios nessa área. Poucos estudos empíricos e conceituais foram encontrados na literatura, todos realizados nas últimas três décadas, enquanto que a maioria dos estudos empíricos foi realizada nos Neotrópicos. Grande parte das hipóteses relacionadas a cascatas tróficas foi apenas proposta, e considera o homem como predador de topo. Além da maior parte das variáveis quantificadas não serem adequadas para demonstrar efeitos em cascata, a escala temporal da maioria dos estudos revisados foi curta para acessar estes efeitos sobre a comunidade de plantas que contém espécies longevas. Nenhuma hipótese abordou o efeito dos predadores de topo sobre as populações de presas pequenas via o controle da densidade e distribuição de mesopredadores. A maioria das hipóteses que encontramos na literatura se refere a outros efeitos indiretos causados por mamíferos, em particular através da dispersão de sementes e da disponibilização de nutrientes via fezes. Dessa maneira, demonstramos que o termo \"cascata trófica\" tem sido utilizado amplamente, englobando outros efeitos indiretos que se propagam via outras interações que não tróficas, e que a evidência empírica disponível até o momento de que mamíferos desencadeiam cascatas tróficas em florestas tropicais é pequena. No segundo capítulo, através da amostragem de 23 remanescentes florestais e do uso de modelos de ocupação e da abordagem de seleção de modelos, investigamos como fatores associados à configuração espacial e qualidade do habitat e a outras atividades humanas em andamento interagem e condicionam a distribuição de mamíferos terrestres de maior porte em paisagens intensamente modificadas pelo homem. A assembléia de mamíferos de maior porte encontrada na paisagem estudada é simplificada e dominada por mamíferos silvestres generalistas de médio porte, sugerindo que o controle de mesopredadores e a regeneração das florestas podem estar comprometidos. Os resultados também sugerem que: (1) a distribuição de mamíferos de maior porte deve ser condicionada mais por fatores associados à configuração espacial do que à qualidade do habitat florestal; (2) as atividades humanas atuais são tão ou mais importantes que a configuração espacial e a qualidade do habitat para a maioria das espécies. O tamanho dos fragmentos e a distância a rodovias, entre os fatores associados à configuração espacial, e a caça e a presença do cachorro doméstico, entre as atividades humanas atuais, foram particularmente importantes para a distribuição das espécies de mamíferos de maior porte. A relevância das atividades humanas em andamento sugere que estratégias de manejo que foquem em mudanças na atitude da população humana, através de programas de conscientização e educação, podem ter resultados significativos em termos da persistência de populações de mamíferos em paisagens rurais.In this dissertation we investigated the role of large mammals in trophic cascades in tropical forests, and the effects of habitat configuration and quality as well as of current human activities on the distribution of large mammals in a rural Atlantic forest landscape. In the first chapter, through a literature review we summarized and evaluated the empirical evidence that mammals are involved in trophic cascades in tropical forest, with the aim of highlighting the progress, problems and challenges in this area. Few conceptual and empirical studies were found in the literature, all of which were performed in the last three decades, while most of the empirical studies were developed in the Neotropics. Most of the hypotheses related to trophic cascades were only proposed and not tested, and considered humans as top predators. Not only most of the quantified variables were not appropriate to demonstrate cascading effects, but also the temporal scale of most studies was short to detect these effects on plant communities composed of long-lived species. We did not find hypotheses addressing the effect of top predators on the populations of small prey through the control of mesopredator density and distribution. Most hypotheses in the reviewed literature refer to other indirect effects played by mammals, especially through seed dispersal and nutrient allocation via feaces. Thus, we demonstrate that the term \"trophic cascade\" has been used widely, encompassing other indirect effects that propagate through other, non-throphic interactions, and that the empirical evidence available so far that mammals are drivers of trophic cascades in tropical forest is weak. In the second chapter, through the sampling of 23 forest fragments and using occupancy models and a model selection approach, we investigated how factors associated with habitat configuration and quality and with other current human activities interact to define the distribution of terrestrial large mammals in human-modified landscapes. The large mammal assemblage from the studied landscape is impoverished and dominated by medium-sized generalist species, suggesting that both the control of mesopredators and forest regeneration may be compromised. Our results also suggest that: (1) the distribution of large mammals is determined mainly by aspects of habitat configuration rather than by aspects of habitat quality, and (2) current human activities are equally or more important than habitat configuration and quality for most of the species. Fragment size and distance to roads, among the factors associated with habitat configuration, and hunting pressure and domestic dog presence, among those associated with current human activities, were particularly important to the distribution of large mammal species. The relevance of current human activities suggests that management strategies that focus on changing people attitudes, through programs of education, can have significant results in terms of the persistence of mammal populations in rural landscapes