Fragmentação e mudanças nas comunidades arbóreas em distintas formações florestais no sul do Brasil

Abstract

A conversão generalizada de florestas maduras em pequenos fragmentos florestais nos trópicos, aliada a crescente pressão para aumento da produção de alimentos, nas próximas décadas, é esperado que ocorra a conversão de 1 bilhão de hectares de habitats naturais em áreas agrícolas. Deste modo, os ecólogos deparam-se com o desafio de examinarem as respostas dos organismos aos distúrbios antrópicos e o papel de paisagens antropizadas como repositórios de biodiversidade. Nesta tese, nós examinamos o efeito da fragmentação florestal na estrutura e composição de comunidades arbóreas em três formações florestais, sazonais e não-sazonais no sul do Brasil (Floresta Ombrófila Densa - FOD, Floresta Ombrófila Mista - FOM e Floresta Estacional Decidual - FED). Para este fim, utilizamos dois conjuntos de dados. No primeiro, amostramos as comunidades arbóreas em 10 parcelas de 0,1 ha em florestas contínuas (na unidade de conservação de maior extensão de floresta contínua presente em cada formação florestal, no sul do Brasil) e em 10 fragmentos florestais adjacentes na região. Enquanto no segundo, as comunidades arbóreas foram amostradas em 389 parcelas de 0,4 ha cada, de variados tamanhos (entre 26° e 29° S e 48° e 53° O; dados Inventário Florístico Florestal de Santa Catarina). Neste conjunto de dados também examinamos a influência das métricas da paisagem (área florestal, forma e isolamento) e de variáveis climáticas (precipitação, temperatura e sazonalidade) na estrutura e composição das comunidades arbóreas. Em ambas as amostragens, todas as árvores com DAP ≥ 10 cm em cada parcela foram medidas, identificadas ao nível de espécies e caracterizadas em categorias funcionais descrevendo sua estratégia de regeneração, estratificação vertical, modo de dispersão de sementes, tamanho das sementes e densidade de madeira. As parcelas de FOD apresentaram a maior riqueza de espécies, seguida pela FOM e FED. A maioria dos atributos das comunidades apresentou diferenças significativas entre os tipos florestais, as principais diferenças compreenderam: riqueza de espécies, densidade de troncos, proporção de espécies e troncos de pioneiras, proporção de espécies de sub-bosque e espécies dispersas por vertebrados. As formações florestais apresentaram marcadas diferenças nas respostas às variáveis da paisagem e do fragmento. Devido ao fato de possuírem uma flora mais diversificada de espécies tolerantes ao estresse e de demandantes de luz, com uma reduzida riqueza/abundância de espécies de floresta madura tolerantes à sombra, ambas, FED e FOM, são intrinsecamente mais resilientes a distúrbios antrópicos contemporâneos, incluindo efeitos de borda induzidos pela fragmentação, em termos de erosão de espécies e mudanças funcionais. Nós sugerimos que essas diferenças intrínsecas nas respostas às mudanças na estrutura da paisagem entre as formações florestais deveriam guiar distintas estratégias de conservação.

The widespread conversion of old-growth tropical forests into small forest fragments, and mounting pressure to increase food production in the next decades is expected to expand natural habitat replacement with farmland by perhaps 1 billion ha; challenging applied ecologists to examine organismal response to human disturbance and the role played by anthropogenic landscapes as biodiversity repositories. At the present study, we examined the effects of forest fragmentation on the structure and composition of tree assemblages within three seasonal and aseasonal forest types of southern Brazil, including evergreen, Araucaria and deciduous forests. We used two datasets, in the first, we sampled tree assemblages in each forest type within 10 plots of 0.1 ha in both continuous forests (in the largest continuous protected forest areas within each forest type) and 10 adjacent forest fragments. While in the second dataset, trees assemblages were sampled in 389 plots of 0.4 ha forest fragments off all sizes (between 26° and 29° S and 48° and 53° W; data of Floristic and Forest Inventory of Santa Catarina). Using this second dataset, we also examined the influences of landscape metrics (forest area, shape and isolation) and climatic variables (precipitation, temperature and seasonality) on the structure and composition of tree assemblages. In both datasets, all trees with DBH ≥ 10 cm within each plot were measured, identified to species level, and assigned to trait categories describing their regeneration strategy, vertical stratification, seed-dispersal mode, seed size and wood density. Evergreen forest plots exhibited the highest species richness, followed by Araucaria and deciduous forests. Most tree assemblages attributes showed significant differences among forest types, the major differences comprised: species richness, stem density, the proportion of pioneer species and stems, and the proportion of understorey and vertebrate-dispersed species. The forest types demonstrate markedly divergent responses to patch and landscape variables. By supporting a more diversified light-demanding and stress-tolerant flora with reduced richness/abundance of shade-tolerant, old-growth species, both deciduous and Araucaria forests, the tree assemblages are more intrinsically resilient to contemporary humandisturbances, including fragmentation-induced edge effects, in terms of species erosion and functional shifts. We suggest that these intrinsic differences in responses to changes in landscape structure between forest types should guide conservation strategies.