Florística e fitossociologia em parcelas permanentes da Mata Atlântica do sudeste do Brasil ao longo de um gradiente altitudinal

Este trabalho resume os dados de florística e fitossociologia de 11, das 14 parcelas de 1 ha, alocadas ao longo do gradiente altitudinal da Serra do Mar, São Paulo, Brasil. As parcelas começam na cota 10 m (Floresta de Restinga da Praia da Fazenda, município de Ubatuba) e estão distribuídas até a cota 1100 m (Floresta Ombrófila Densa Montana da Trilha do rio Itamambuca, município de São Luis do Paraitinga) abrangendo os Núcleos Picinguaba e Santa Virgínia do Parque Estadual da Serra do Mar. Na Restinga o solo é Neossolo Quartzarênico francamente arenoso, enquanto que na encosta o solo é um Cambisolo Háplico Distrófico argilo-arenoso, sendo que todas as parcelas apresentaram solo ácido (pH 3 – 4) com alta diluição de nutrientes e alta saturação de alumínio. Na Restinga e no sopé da encosta o clima é Tropical/Subtropical Úmido (Af/Cfa), sem estação seca, com precipitação média anual superior a 2.200 mm e temperatura média anual de 22 °C. Subindo a encosta mantêm-se a média de precipitação, mas há um gradativo resfriamento, de forma que a 1.100 m o clima é Subtropical Úmido (Cfa/Cfb), sem estação seca, com temperatura média anual de 17 °C. Destaca-se ainda que, quase diariamente, a parte superior da encosta, geralmente acima de 400 m, é coberta por uma densa neblina. Nas 14 parcelas foram marcados, medidos e amostrados 21.733 indivíduos com DAP ≥ 4,8 cm, incluindo árvores, palmeiras e fetos arborescentes. O número médio de indivíduos amostrados nas 14 parcelas foi de 1.264 ind.ha–1 (± 218 EP de 95%). Dentro dos parâmetros considerados predominaram as árvores (71% FOD Montana a 90% na Restinga), seguidas de palmeiras (10% na Restinga a 25% na FOD Montana) e fetos arborescentes (0% na Restinga a 4% na FOD Montana). Neste aspecto destaca-se a FOD Terras Baixas Exploradas com apenas 1,8% de palmeiras e surpreendentes 10% de fetos arborescentes. O dossel é irregular, com altura variando de 7 a 9 m, raramente as árvores emergentes chegam a 18 m, e a irregularidade do dossel permite a entrada de luz suficiente para o desenvolvimento de centenas de espécies epífitas. Com exceção da FOD Montana, onde o número de mortos foi superior a 5% dos indivíduos amostrados, nas demais fitofisionomias este valor ficou abaixo de 2,5%. Nas 11 parcelas onde foi realizado o estudo florístico foram encontradas 562 espécies distribuídas em 195 gêneros e 68 famílias. Apenas sete espécies – Euterpe edulis Mart. (Arecaceae), Calyptranthes lucida Mart. ex DC. e Marlierea tomentosa Cambess (ambas Myrtaceae), Guapira opposita (Vell.) Reitz (Nyctaginaceae), Cupania oblongifolia Mart. (Sapindaceae) e as Urticaceae Cecropia glaziovii Snethl. e Coussapoa microcarpa (Schott) Rizzini – ocorreram da Floresta de Restinga à FOD Montana, enquanto outras 12 espécies só não ocorreram na Floresta de Restinga. As famílias com o maior número de espécies são Myrtaceae (133 spp), Fabaceae (47 spp), 125 Fitossociologia em parcelas permanentes de Mata Atlântica http://www.biotaneotropica.org.br/v12n1/pt/abstract?article+bn01812012012 http://www.biotaneotropica.org.br Biota Neotrop., vol. 12, no. 1 Introdução A Mata Atlântica sensu lato (Joly et al. 1999) é a segunda maior floresta tropical do continente americano (Tabarelli et al. 2005). A maior parte dos Sistemas de Classificação da vegetação brasileira reconhece que no Domínio Atlântico (sensu Ab’Saber 1977) esse bioma pode ser dividido em dois grandes grupos: a Floresta Ombrófila Densa, típica da região costeira e das escarpas serranas com alta pluviosidade (Mata Atlântica – MA – sensu stricto), e a Floresta Estacional Semidecidual, que ocorre no interior, onde a pluviosidade, além de menor, é sazonal. Na região costeira podem ocorrer também Manguezais (Schaeffer-Novelli 2000), ao longo da foz de rios de médio e grande porte, e as Restingas (Scarano 2009), crescendo sobre a planície costeira do quaternário. No topo das montanhas, geralmente acima de 1500 m, estão os Campos de Altitude (Ribeiro & Freitas 2010). Em 2002, a Fundação SOS Mata Atlântica em parceria com o INPE (Instituto..., 2002) realizaram um levantamento que indica que há apenas 7,6% da cobertura original da Mata Atlântica (s.l.). Mais recentemente Ribeiro et al. (2009) refinaram a estimativa incluindo fragmentos menores, que não haviam sido contabilizados, e concluíram que resta algo entre 11,4 e 16% da área original. Mesmo com esta fragmentação, o mosaico da Floresta Atlântica brasileira possui um dos maiores níveis de endemismos do mundo (Myers et al. 2000) e cerca da metade desses remanescentes de grande extensão estão protegidos na forma de Unidades de Conservação (Galindo & Câmara 2005). Entre os dois centros de endemismo reconhecidos para a MA (Fiaschi & Pirani 2009), o bloco das regiões sudeste/sul é o que conserva elementos da porção sul de Gondwana (Sanmartin & Ronquist 2004), tido como a formação florestal mais antiga do Brasil (Colombo & Joly 2010). Segundo Hirota (2003), parte dos remanescentes de MA está no estado de São Paulo, onde cerca de 80% de sua área era coberta por florestas (Victor 1977) genericamente enquadradas como Mata Atlântica “sensu lato” (Joly et al. 1999). Dados de Kronka et al. (2005) mostram que no estado restam apenas 12% de área de mata e menos do que 5% são efetivamente florestas nativas pouco antropizadas. Nos 500 anos de fragmentação e degradação das formações naturais, foram poupadas apenas as regiões serranas, principalmente a fachada da Serra do Mar, por serem impróprias para práticas agrícolas. Usando o sistema fisionômico-ecológico de classificação da vegetação brasileira adotado pelo IBGE (Veloso et al. 1991), a Floresta Ombrófila Densa, na área de domínio da Mata Atlântica, foi subdividida em quatro faciações ordenadas segundo a hierarquia topográfica, que refletem fisionomias de acordo com as variações das faixas altimétricas e latitudinais. No estado de São Paulo, na latitude entre 16 e 24 °S temos: 1) Floresta Ombrófila Densa das Terras Baixas - 5 a 50 m de altitude; 2) Floresta Ombrófila Densa Submontana – no sopé da Serra do Mar, com cotas de altitude variando entre 50 e 500 m; 3) Floresta Ombrófila Densa Montana – recobrindo a encosta da Serra do Mar propriamente dita, em altitudes que variam de 500 a 1.200 m; 4) Floresta Ombrófila Densa Altimontana – ocorrendo no topo da Serra do Mar, acima dos limites estabelecidos para a formação montana, onde a vegetação praticamente deixa de ser arbórea, pois predominam os campos de altitude. Nas últimas três décadas muita informação vem sendo acumulada sobre a composição florística e a estrutura do estrato arbóreo dos remanescentes florestais do estado, conforme mostram as revisões de Oliveira-Filho & Fontes (2000) e Scudeller et al. (2001). Em florestas tropicais este tipo de informação, assim como dados sobre a riqueza de espécies, reflete não só fatores evolutivos e biogeográficos, como também o histórico de perturbação, natural ou antrópica, das respectivas áreas (Gentry 1992, Hubbell & Foster 1986). A síntese dessas informações tem permitido a definição de unidades fitogeográficas com diferentes padrões de riqueza de espécies e apontam para uma diferenciação, entre as florestas paulistas, no sentido leste/oeste (Salis et al. 1995, Torres et al. 1997, Santos et al. 1998). Segundo Bakker et al. (1996) um método adequado para acompanhar e avaliar as mudanças na composição das espécies e dinâmica da floresta ao longo do tempo é por meio de parcelas permanentes (em inglês Permanent Sample Plots –PSPs). Essa metodologia tem sido amplamente utilizada em estudos de longa duração em florestas tropicais, pois permite avaliar a composição e a estrutura florestal e monitorar sua mudança no tempo (Dallmeier 1992, Condit 1995, Sheil 1995, Malhi et al. 2002, Lewis et al. 2004). Permite avaliar também as consequências para a floresta de problemas como o aquecimento global e a poluição atmosférica (Bakker et al. 1996). No Brasil os projetos/programas que utilizam a metodologia de Parcelas Permanentes tiveram origem, praticamente, com o Projeto Rubiaceae (49) e Lauraceae (49) ao longo de todo gradiente da FOD e Monimiaceae (21) especificamente nas parcelas da FOD Montana. Em termos de número de indivíduos as famílias mais importantes foram Arecaceae, Rubiaceae, Myrtaceae, Sapotaceae, Lauraceae e na FOD Montana, Monimiaceae. Somente na parcela F, onde ocorreu exploração de madeira entre 1960 e 1985, a abundância de palmeiras foi substituída pelas Cyatheaceae. O gradiente estudado apresenta um pico da diversidade e riqueza nas altitudes intermediárias (300 a 400 m) ao longo da encosta (índice de Shannon-Weiner - H’ - variando de 3,96 a 4,48 nats.indivíduo–1). Diversas explicações para este resultado são apresentadas neste trabalho, incluindo o fato dessas altitudes estarem nos limites das expansões e retrações das diferentes fitofisionomias da FOD Atlântica durante as flutuações climáticas do Pleistoceno. Os dados aqui apresentados demonstram a extraordinária riqueza de espécies arbóreas da Floresta Ombrófila Densa Atlântica dos Núcleos Picinguaba e Santa Virgínia do Parque Estadual da Serra do Mar, reforçando a importância de sua conservação ao longo de todo o gradiente altitudinal. A diversidade desta floresta justifica também o investimento de longo prazo, através de parcelas permanentes, para compreender sua dinâmica e funcionamento, bem como monitorar o impacto das mudanças climáticas nessa vegetação.

Litterfall and leaf decomposition in forest fragments under different successional phases on the Atlantic Plateau of the state of Sao Paulo, Brazil

Litterfall and litter decomposition are vital processes in tropical forests because they regulate nutrient cycling. Nutrient cycling can be altered by forest fragmentation. The Atlantic Forest is one of the most threatened biomes in the world due to human occupation over the last 500 years. This scenario has resulted in fragments of different size, age and regeneration phase. To investigate differences in litterfall and leaf decomposition between forest successional phases, we compared six forest fragments at three different successional phases and an area of mature forest on the Atlantic Plateau of Sao Paulo, Brazil. We sampled litter monthly from November 2008 to October 2009. We used litterbags to calculate leaf decomposition rate of an exotic species, Tipuana tipu (Fabaceae), over the same period litter sampling was performed. Litterfall was higher in the earliest successional area. This pattern may be related to the structural properties of the forest fragments, especially the higher abundance of pioneer species, which have higher productivity and are typical of early successional areas. However, we have not found significant differences in the decomposition rates between the studied areas, which may be caused by rapid stabilization of the decomposition environment (combined effect of microclimatic conditions and the decomposers activities). This result indicates that the leaf decomposition process have already been restored to levels observed in mature forests after a few decades of regeneration, although litterfall has not been entirely restored. This study emphasizes the importance of secondary forests for restoration of ecosystem processes on a regional scale.

Admissions due to pneumonia and biomass burning: a spatial approach

Objective: To identify spatial patterns in rates of admission for pneumonia among children and relate them to the number of fires reported in the state of Mato Grosso, Brazil. Methods: We conducted an ecological and exploratory study of data from the state of Mato Grosso for 2008 and 2009 on hospital admissions of children aged 0 to 4 years due to pneumonia and on fires in the same period. Admission rates were calculated and choropleth maps were plotted for rates and for fire outbreaks, Moran's I was calculated and the kernel estimator used to identify "hotspots." Data were analyzed using TerraView 3.3.1. Results: Fifteen thousand six hundred eighty-nine children were hospitalized (range zero to 2,315), and there were 161,785 fires (range 7 to 6,454). The average rate of admissions per 1,000 inhabitants was 2.89 (standard deviation [SD] = 5.18) and the number of fires per 1,000 inhabitants was 152.81 (SD = 199.91). Moran's I for the overall number of admissions was I = 0.02 (p = 0.26), the index for rate of admission was I = 0.02 (p = 0.21) and the index for the number of fires was I = 0.31 (p < 0.01). It proved possible to identify four municipalities with elevated rates of admissions for pneumonia. It was also possible to identify two regions with high admission densities. A clustering of fires was evident along what is known as the "arc of deforestation." Conclusions: This study identified municipalities in the state of Mato Grosso that require interventions to reduce rates of admission due to pneumonia and the number fires.

Nitrogen mass balance in the Brazilian Amazon: an update

The main purpose of this study is to perform a nitrogen budget survey for the entire Brazilian Amazon region. The main inputs of nitrogen to the region are biological nitrogen fixation occurring in tropical forests (7.7 Tg. yr(-1)), and biological nitrogen fixation in agricultural lands mainly due to the cultivation of a large area with soybean, which is an important nitrogen-fixing crop (1.68 Tg. yr(-1)). The input due to the use of N fertilizers (0.48 Tg. yr(-1)) is still incipient compared to the other two inputs mentioned above. The major output flux is the riverine flux, equal to 2.80 Tg. yr(-1) and export related to foodstuff, mainly the transport of soybean and beef to other parts of the country. The continuous population growth and high rate of urbanization may pose new threats to the nitrogen cycle of the region through the burning of fossil fuel and dumping of raw domestic sewage in rivers and streams of the region.

Natural regeneration in abandoned fields following intensive agricultural land use in an Atlantic Forest Island, Brazil

The time required to regrowth a forest in degraded areas depends on how the forest is removed and on the type of land use following removal. Natural regeneration was studied in abandoned old fields after intensive agricultural land use in areas originally covered by Brazilian Atlantic Forests of the Anchieta Island, Brazil in order to understand how plant communities reassemble following human disturbances as well as to determine suitable strategies of forest restoration. The fields were classified into three vegetation types according to the dominant plant species in: 1) Miconia albicans (Sw.) Triana (Melastomataceae) fields, 2) Dicranopteris flexuosa (Schrader) Underw. (Gleicheniaceae) thickets, and 3) Gleichenella pectinata (Willd.) Ching. (Gleicheniaceae) thickets. Both composition and structure of natural regeneration were compared among the three dominant vegetation types by establishing randomly three plots of 1 x 3 m in five sites of the island. A gradient in composition and abundance of species in natural regeneration could be observed along vegetation types from Dicranopteris fern thickets to Miconia fields. The gradient did not accurately follow the pattern of spatial distribution of the three dominant vegetation types in the island regarding their proximity of the remnant forests. A complex association of biotic and abiotic factors seems to be affecting the seedling recruitment and establishment in the study plots. The lowest plant regeneration found in Dicranopteris and Gleichenella thickets suggests that the ferns inhibit the recruitment of woody and herbaceous species. Otherwise, we could not distinguish different patterns of tree regeneration among the three vegetation types. Our results showed that forest recovery following severe anthropogenic disturbances is not direct, predictable or even achievable on its own. Appropriated actions and methods such as fern removal, planting ground covers, and enrichment planting with tree species were suggested in order to restore the natural forest regeneration process in the abandoned old fields.

What drives the seasonality of photosynthesis across the Amazon basin? A cross-site analysis of eddy flux tower measurements from the Brasil flux network

We investigated the seasonal patterns of Amazonian forest photosynthetic activity, and the effects thereon of variations in climate and land-use, by integrating data from a network of ground-based eddy flux towers in Brazil established as part of the ‘Large-Scale Biosphere Atmosphere Experiment in Amazonia’ project. We found that degree of water limitation, as indicated by the seasonality of the ratio of sensible to latent heat flux (Bowen ratio) predicts seasonal patterns of photosynthesis. In equatorial Amazonian forests (5◦ N–5◦ S), water limitation is absent, and photosynthetic fluxes (or gross ecosystem productivity, GEP) exhibit high or increasing levels of photosynthetic activity as the dry season progresses, likely a consequence of allocation to growth of new leaves. In contrast, forests along the southern flank of the Amazon, pastures converted from forest, and mixed forest-grass savanna, exhibit dry-season declines in GEP, consistent with increasing degrees of water limitation. Although previous work showed tropical ecosystem evapotranspiration (ET) is driven by incoming radiation, GEP observations reported here surprisingly show no or negative relationships with photosynthetically active radiation (PAR). Instead, GEP fluxes largely followed the phenology of canopy photosynthetic capacity (Pc), with only deviations from this primary pattern driven by variations in PAR. Estimates of leaf flush at three