Variação espacial e temporal de espécies arbóreas em florestas da Mata Atlântica : perspectivas sobre o efeito das mudanças climáticas e planejamento da conservação

Abstract

Distintos padrões de composição de espécies de plantas podem ser observados ao longo de metacomunidades, pois espécies variam de acordo com os diferentes tipos de ambiente e também com a distância geográfica, dado o processo de dispersão. Ainda, estes mecanismos podem causar variação temporal na composição ou abundância de espécies em um sítio devido a alterações que estes mecanismos podem sofrer. Compreender como as mudanças na composição de espécies no espaço, definida como beta diversidade, ou no tempo estão relacionadas ao clima passado, atual ou futuro podem ajudar no planejamento de conservação de uma região. Assim, esta tese esta dividida em quatro capítulos e aborda questões relacionadas com mudanças espaçotemporais na composição de espécies sob uma perspectiva de planejamento de conservação e mudanças climáticas na Mata Atlântica. O primeiro capítulo apresenta um banco de dados com a informação de ocorrência de 1917 espécies de plantas arbóreas distribuídas em 206 comunidades na Mata Atlântica, em diferentes formações florestais (Floresta Atlântica stricto sensu (s.s.), Floresta com Araucária e Floresta Estacional). O segundo capítulo relacionou padrões de beta diversidade com a efetividade da rede de áreas protegidas nas formações florestais do sul da Mata Atlântica (Floresta Atlântica, Floresta com Araucária e Floresta Estacional). Encontramos altos valores de turnover e baixo aninhamento para todas as formações florestais, por isso recomendamos que esforços adicionais precisam almejar o aumento no número de áreas protegidas, especialmente para a Floresta com Araucária e a Floresta Estacional. A maioria das áreas protegidas no sul da Mata Atlântica estão concentradas na região leste, priorizando a Floresta Atlântica s.s. O terceiro capítulo trouxe novas perspectivas sobre a dinâmica da Floresta com Araucária no tempo através da modelagem de nicho ecológica. Durante as flutuações climáticas do Quaternário, estudos palinológicos indicavam uma expansão da Floresta com Araucária, porém nossos resultados demonstraram uma retração da área de cobertura desta floresta, principalmente nas zonas de contato com outras formações florestais. Também observamos que futuramente, se a temperatura continuar aumentando como previsto, a Floresta com Araucária sofrerá uma drástica redução na sua distribuição. Por fim, o capítulo quatro investigou como as espécies de árvores estão respondendo aos efeitos de mudanças climáticas em parcelas permanentes localizadas em ecótonos de florestas Atlânticas. Os resultados mostram que espécies tropicais estão migrando em direção a áreas de maior altitude, ou seja mais frias. Espécies tropicais que já ocorrem em áreas vi de Floresta com Araucária estão apresentando maiores taxas de recrutamento e crescimento, e menor mortalidade do que espécies temperadas, características da Floresta com Araucária.

Distinct patterns of plant species composition can be observed along metacommunities, as species vary in relation to different types of environment and also to the geographic distance, given the dispersal process. These mechanisms may yet lead temporal variation in species composition or abundance in a given place due to fluctuations on these mechanisms. Understanding how changes in species composition across the space, defined as beta diversity, or in time are related with past, current and future climate changes can help conservation planning in a given region. Thus, this thesis is divided into four chapters and discusses shifts in species composition across space and time under the perspective of conservation planning and climate changes in the Atlantic Forest. The first chapter shows a database with 1917 tree species occurrence distributed in 206 sites across distinct forest formations in the Atlantic Forest biome (Atlantic Rainforest, Araucaria Forest and Seasonal Forest). The second chapter related beta diversity patterns with the effectiveness of the current network of protected areas in southern Brazilian Atlantic forests (Atlantic Rainforest, Araucaria Forest and Seasonal Forest). We found high values of turnover and low nestedness for all forest formations, thus additional conservation efforts must target an increase in the number of protected areas, especially for the Araucaria Forest and the Seasonal Forest. Most protected areas are currently limited to the eastern region and prioritize the Atlantic Rainforest. The third chapter brought new insights about the Araucaria Forest dynamics in time through ecological niche models. During the climatic fluctuations of the Quaternary, palynological studies indicated an expansion of the Araucaria Forest, however our results demonstrated an overall retraction of the cover area, mainly in boundary zones with other forest formations. Yet, we showed that in the future, if the temperature continues to increase as expected, the Araucaria Forest would suffer a drastic reduction in its distribution. Finally, the fourth chapter investigated how tree species are responding to climatic changes in permanent plots located in Atlantic forests ecotones. Our results showed that tropical species are migrating towards to colder areas in higher altitudes. Tropical species that already occur in Araucaria Forest areas are even presenting higher rates of recruitment and growth, and lower mortality than temperate species characteristics from the Araucaria Forest.