Diferenças estruturais e diversidade entre sistema agroflorestal e um fragmento de floresta estacional semidecidual

A agricultura convencional hoje vigente mostra- se ao longo dos anos como uma forma degradante á saúde do meio ambiente. Diversos tipos de impactos negativos são criados através dela. A agroecologia e os sistemas agroflorestais podem ser alternativas viáveis á inversão deste quadro, pois aliam técnicas de manejo agrícola com conceitos ecológicos, visando à otimização da produção que, com um manejo adequado, pode gerar impacto ambiental positivo. Este estudo teve como objetivo a avaliação das diferenças estruturais e de diversidade da comunidade arbórea de um sistema agroflorestal em comparação a um fragmento de floresta estacional semidecidual, para que os parâmetros fitossociológicos avaliados e este entendimento ecológico funcionem como indicadores pertinentes à avaliação de tais sistemas e possam auxiliar no manejo de sistemas agroflorestais já existentes e na implantação de futuros sistemas agroflorestais mais produtivos. Os critérios utilizados para a obtenção dos resultados indicaram diferenças significativas na estrutura e diversidade da comunidade arbórea entre o sistema agroflorestal e o fragmento florestal. Apesar de serem próximos geograficamente, os dois sistemas possuem índices de estrutura e diversidade diferenciados. Com base nos dados e em observações de campo, o sistema agroflorestal aporta espécies arbóreas provindas ou não do fragmento florestal adjacente, e isto pode comprovar a eficiência dos sistemas agroflorestais como estratégia para recuperação de áreas degradadas. Avaliando-se o quadro presente é proposto neste trabalho como manejo futuro neste sistema agroflorestal, o aperfeiçoamento do manejo da cultura do café e a produção de mudas de espécies nativas provenientes do fragmento de floresta através de um viveiro, para posterior implantação no sistema agroflorestal

Dinâmica da produção de serapilheira em diferentes sistemas de restauração florestal

The ecological restoration is an alternative to increasingly important for biodiversity conservation. However, actions need indicators to evaluate its effectiveness in restablishment ecological processes, including nutrient cycling. The objective of this study was to compare the annual litterfall from five different treatments for forest restoration, compared with a neighboring fragment of Seasonal Semideciduous Forest, in order to subsidize their management plans for ecological restoration. Litter traps of 0.25m² were used, and a total production was: 1700.6 Kg. ha-1.year-1(treatment 1), 7748.1 Kg. ha-1.year-1(treatment 2), 7120.8 Kg. ha-1.year-1 (treatment 3), 9254.5 Kg. ha- 1.year-1 (treatment 4), 7130.2 Kg. ha-1.year-1 (treatment 5) and 8876 Kg. ha-1.year-1 (fragment of Seasonal Semideciduous Forest - treatment 6). The leaf fraction was the largest contributor to the deposition of litter in all treatments. Litter served as a good environmental indicator that can be used as a tool to support management plans. Key words: Litterfall, forest restoration and Seasonal Semideciduous Forest

Simulação de produção de sedimentos em microbacias em função de cenários de restauração florestal

In São Paulo state, deforestation and agriculture activities are increasing soil losses processes, especially in areas of susceptible soils where properties not adopt soil conservation practices. Environmental adequacy at property level regarding Permanent Protection Areas and Legal Reserves is considered a factor on reducing soil losses and considering that we assessed soil losses of different scenario of environmental adequacy. Simulations of erosive process were carried out in 15 catchments of Corumbataí river basin, according to different forest restoration scenarios, as well as the current situation of land use/land cover. The scenarios include the implementation of Permanent Preservation Areas (PPA), the reforestation of variable source areas, and two scenarios, the Legal Reserve installation in 20% of each catchment, being one of them for most critical areas in terms of erosion and the other at random. It was observed that the establishment of PPA and the reforestation of hydrologically sensitive areas, offered only a small contribution to the control of the erosive process, resulting in a reduction of 10% and 7,8%, respectively, while the legal reserve in critical areas has a significant reduction of 69,8%. The random scenario, in turn, resulted in a reduction of only 21,4%. Results show that reforestation could reduce soil losses, but previous studies of land prioritization and planning could increase significantly its efficiency at this process.

Equações alométricas em plantios mistos visando à restauração da floresta estacional semidecidual

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Chuva e banco de sementes do solo em diferentes sistemas de restauração ecológica da floresta estacional semidecidual

Pós-graduação em Ciência Florestal - FCA

Theoretical approaches to liana management: a search for a less harmful method

Lianas can change forest dynamics, slowing down forest regeneration after a perturbation. In these cases, it may be necessary to manage these woody climbers. Our aim was to simulate two management strategies: (1) focusing on abundant liana species and (2) focusing on the largest lianas, and contrast them with the random removal of lianas. We applied mathematical simulations for liana removal in three different vegetation types in southeastern Brazil: a Rainforest, a Seasonal Tropical Forest, and a Woodland Savanna. Using these samples, we performed simulations based on two liana removal procedures and compared them with random removal. We also used regression analysis with quasi-Poisson distribution to test whether larger lianas were aggressive, i.e., if they climbed into many trees. The procedure of cutting larger lianas was as effective as cutting them randomly and proved not to be a good method for liana management. Moreover, most of the lianas climbed into one or two trees, i.e., were not aggressive. Cutting the most abundant lianas proved to be a more effective method than cutting lianas randomly. This method could maintain liana richness and presumably should accelerate forest regeneration.

Recomposição florestal visando à conservação de recursos hídricos na bacia do Rio Pardo, SP

The Pardo River Basin represents the situation of disorderly process of use and occupation of land, where forest fragmentation is one of the results. This study evaluated the use of Multicriteria Evaluation in a GIS, specifically through method Weighted Linear Combination, the generation of map of priority areas for forest restoration in the initial part of Rio Pardo Basin, SP, aiming the conservation of water resources. It can be concluded that, the Multicriteria Evaluation in a GIS is appropriate to the mapping of priority areas for forest restoration. The map of suitability for forest recovery may be useful in the environment planning, providing public and environmental agents making decision, based on a method that takes into account the landscape as a whole and the priority is the conservation of water resources.

CHARACTERIZATION OF THE MICRO-SITE CONDITIONS FROM RESTORED AREAS WITH DIFFERENT AGES

Regeneration microsites are characterized by diverse combinations of attributes which assure the best conditions for seed germination and seedling establishment. By understanding these attributes, we can contribute to determining better management methodologies for reestablishing ecological process in sites under restoration. Thus, we sought to characterize and differentiate the micro-site conditions of restoration plantings to indentify likely physical-chemical limitations for the establishment of native tree species in the forest understory. This study was carried out in reforestation plantings with different ages (10, 22 and 55 years). The physical-chemical characterization of the micro-site of regeneration of the study areas was carried out by evaluating the soil compression level, porosity, humidity, organic matter and nutrients content and granulometry, as well as litter dry mass and canopy cover. An increase on the canopy cover and soil porosity, humidity, clay and organic matter content were observed in the oldest restored areas, as well as a decrease in soil compression. Thus, these findings demonstrated that the evaluated microsite properties are in process of restoration. Therefore, microsite conditions for seedling establishment become even more similar to reference ecosystems as restoration planting evolve.

Responses of transplanted native tree species to invasive alien grass removals in an abandoned cattle pasture in the Lacandon region, Mexico

We tested the early performance of 16 native early-, mid-, and late-successional tree species in response to four intensities of grass removal in an abandoned cattle pasture dominated by the introduced, invasive African grass, Cynodon plectostachyus, within the Lacandon rainforest region, southeast Mexico. The increase in grass removals significantly improved the performance of many species, especially of early-and mid-successional species, while performance of late-successional species was relatively poor and did not differ significantly among treatments. Good site preparation and at least one additional grass removal four months after seedling transplant were found to be essential; additional grass removals led to improved significantly performance of saplings in most cases. In order to evaluate the potential of transplanting tree seedlings successfully in abandoned tropical pastures, we developed a "planting risk index", combining field performance measurements and plantation cost estimations. Our results showed a great potential for establishing restoration plantings with many early-and mid-successional species. Although planting risk of late-successional species was considered high, certain species showed some possibilities of acclimation after 18 months and should be considered in future plantation arrangements in view of their long-term contributions to biodiversity maintenance and also to human welfare through delivery of ecosystem services. Conducting a planting risk analysis can help avoid failure of restoration strategies involving simultaneous planting of early-, mid-, and late-successional tree species. This in turn will improve cost-effectiveness of initial interventions in large-scale, long-term restoration programs.

Deficiência nutricional em plantas jovens de aroeira-pimenteira (Schinus terebinthifolius Raddi)

A recuperação e a restauração florestal de ecossistemas degradados podem não acontecer das maneiras desejadas se houver carência nutricional ou suprimento inadequado de nutrientes às plantas no estádio inicial de desenvolvimento de espécies florestais nativas. Objetivou-se nesta investigação avaliar os efeitos da deficiência de nutrientes em plantas jovens de aroeira-pimenteira (Schinus terebinthifolius Raddi). Para isso, induziu-se a sintomatologia de deficiência nutricional, determinaram-se os teores de nutrientes nas folhas e caules, e foi feita a avaliação do efeito da deficiência nutricional na altura, na produção de massa seca e no estoque de carbono do caule em plantas jovens de aroeira-pimenteira. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em blocos ao acaso, com três repetições, totalizando treze tratamentos, empregando a técnica de diagnose por subtração (-N, -P, -K, -Ca, -Mg, -S, -B, -Cu, -Fe, -Mn, -Mo, -Zn), sendo que em um dos tratamentos, as plantas foram cultivadas em solução nutritiva com todos nutrientes. Durante o experimento, observou-se que a deficiência nutricional, além de propiciar o aparecimento de sintomas de deficiência que prejudicam o desenvolvimento vegetal, comprometeu também a produção de massa de plantas jovens de aroeira-pimenteira. Estes resultados claramente evidenciam o fato de que projetos de implantação de florestas ou de recuperação e restauração de ecossistemas degradados que utilizem a aroeira-pimenteira, em solos que necessitem de suplementação nutricional, poderão ter seu sucesso comprometido se não houver a complementação nutricional necessária.

Introducing Acacia mangium trees in Eucalyptus grandis plantations: consequences for soil organic matter stocks and nitrogen mineralization

Background and aims Eucalyptus plantations cover 20 million hectares on highly weathered soils. Large amounts of nitrogen (N) exported during harvesting lead to concerns about their sustainability. Our goal was to assess the potential of introducing A. mangium trees in highly productive Eucalyptus plantations to enhance soil organic matter stocks and N availability. Methods A randomized block design was set up in a Brazilian Ferralsol soil to assess the effects of mono-specific Eucalyptus grandis (100E) and Acacia mangium (100A) stands and mixed plantations (50A:50E)on soil organic matter stocks and net N mineralization. Results A 6-year rotation of mono-specific A. mangium plantations led to carbon (C) and N stocks in the forest floor that were 44% lower and 86% higher than in pure E. grandis stands, respectively. Carbon and N stocks were not significantly different between the three treatments in the 0-15 cm soil layer. Field incubations conducted every 4 weeks for the two last years of the rotation estimated net soil N mineralization in 100A and 100E at 124 and 64 kg ha(-1) yr(-1), respectively. Nitrogen inputs to soil with litterfall were of the same order as net N mineralization. Conclusions Acacia mangium trees largely increased the turnover rate of N in the topsoil. Introducing A. mangium trees might improve mineral N availability in soils where commercial Eucalyptus plantations have been managed for a long time.

Corte foliar e tempo de transplantio para o uso de plântulas do sub-bosque na restauração florestal

O uso de plântulas da regeneração natural tem sido recomendado como estratégia para produção de mudas visando à restauração florestal, contudo muitos aspectos técnicos desse método ainda carecem de investigação científica. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da redução da área foliar e do transplantio imediato na sobrevivência e crescimento de mudas de espécies arbóreas produzidas a partir de plântulas obtidas da regeneração natural. Plântulas de Esenbeckia leiocarpa (Rutaceae), Eugenia ligustrina (Myrtaceae) e Maytenus salicifolia (Celastraceae), obtidas em remanescente de vegetação secundária de Floresta Estacional Semidecidual em Bofete, SP, foram extraídas do solo e submetidas aos tratamentos: I) redução de 50% da área de cada folha e transplantio imediato; II) nenhuma redução de área das folhas e transplantio imediato; III) redução de 50% da área de cada folha, manutenção das plântulas em água e transplantio 24 h após a coleta; e IV) nenhuma redução de área das folhas, manutenção das plântulas em água e transplantio 24 h após a coleta. As mudas foram avaliadas com relação à sobrevivência e ao crescimento em altura, ao longo de oito meses. Os resultados evidenciaram que nem o corte das folhas ou a manutenção das plântulas dentro de recipientes com água por 24 h antes do transplantio afetaram os parâmetros avaliados. Assim, para as espécies estudadas a redução da área foliar e o transplantio imediato são desnecessários para a produção de mudas em viveiro a partir de plântulas obtidas da regeneração natural.

Caracterização das condições de microssítio de áreas em restauração com diferentes idades

Os microssítios de regeneração são caracterizados por diversas combinações de atributos que representam condições que influenciam a germinação de sementes e o estabelecimento de plântulas. O conhecimento desses atributos pode contribuir para a determinação de metodologias adequadas de manejo, visando ao restabelecimento dos processos ecológicos nas áreas em processo de restauração. Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi caracterizar e diferenciar as condições físico-químicas de microssítios de regeneração de áreas em processo de restauração florestal, visando identificar possíveis limitações físicas e químicas ao estabelecimento de espécies arbóreas nativas no sub-bosque. O estudo foi desenvolvido em reflorestamentos de espécies nativas com diferentes idades (10, 22 e 55 anos). Foi realizada a avaliação do grau de compactação, porosidade, umidade, conteúdo de matéria orgânica e nutrientes e granulometria do solo, bem como a massa de matéria seca de serapilheira e a cobertura do dossel de cada área de estudo. Houve aumento da cobertura do dossel, da porosidade, da umidade, do conteúdo de argila, da matéria orgânica e de outros nutrientes, e uma diminuição da compactação do solo, com o aumento da idade da restauração. Assim, conclui-se que, com a evolução da restauração, as condições de microssítio de regeneração estão se assemelhando gradativamente às presentes nos ecossistemas de referência, sendo este um aspecto positivo para que o recrutamento de espécies nativas seja favorecido ao longo do tempo.

Criterios de aproximación para medir la efectividad de las actuaciones hidrológico-forestales, en el control del fenómeno nivo-torrencial en las cuencas de montaña

La presente Tesis Doctoral establece, con criterios científico-técnicos y como primera aproximación, una metodología para evaluar la protección ante los riesgos naturales que proporciona la restauración hidrológico-forestal de las cuencas hidrográficas de montaña, a los habitantes en ellas y a los transeúntes por las mismas. La investigación se ha planificado dividida en tres secciones en las que se analizan: 1) la protección que proporcionan las cubiertas forestales, tanto si son de regeneración natural o si proceden de reforestación; 2) la que se consigue con las obras ejecutadas en las propias cuencas y sus cauces de drenaje, que en el ámbito de la restauración hidrológico-forestal se vinculan con las reforestaciones, por lo que se hace intervenir a éstas en su evaluación y 3) la que se obtiene con las sinergias que surgen a lo largo de la consolidación de las reforestaciones y de las obras ejecutadas en la cuenca, cumpliendo con el proyecto para su restauración hidrológico-forestal; que se estiman en función del grado de cumplimiento de los objetivos específicos del mismo. La incidencia de las cubiertas forestales en el control de los riesgos naturales en la montaña se ha evaluado: a) teniendo en cuenta las experiencias de las investigaciones sobre la materia desarrolladas en la última década en el área alpina y b) analizando las características dasocráticas de las cubiertas forestales objeto de la investigación y, en función de ellas, identificando los parámetros más representativos que intervienen en el control de los principales riesgos naturales en la montaña (crecidas torrenciales, aludes, deslizamientos del terreno y caídas de bloques). La protección aportada por las obras de corrección se ha evaluado, considerado a las cuencas en las que están ubicadas como unidades específicas de corrección y analizando su comportamiento ante el mayor número de eventos torrenciales posible (que se han definido a partir de todas las precipitaciones registradas en las estaciones meteorológicas de serie histórica más larga, situadas en la cuenca en cuestión o más próximas a ella) y verificando a continuación incidencias que hayan ocurrido en la cuenca y el estado en que han quedado las obras. Con la evaluación de las sinergias surgidas a lo largo de la consolidación del proyecto de restauración, se ha tratado de precisar el grado de cumplimiento de sus principales objetivos; teniendo en cuenta que los resultados del proyecto, por su propia dinámica, se experimentan a medio y largo plazo; intervalo en el que pueden surgir distintos imponderables. En cualquier caso, la restauración de las cuencas de montaña no implica la desaparición en ellas de todos de los riesgos; sino un control de éstos y la consiguiente reducción de sus efectos. Por lo que es necesario realizar trabajos de mantenimiento de las reforestaciones y de las obras ejecutadas en ellas, para que conserven las condiciones de protección inicialmente diseñadas. La metodología se ha aplicado en cinco escenarios del Pirineo Aragonés; tres en los que en el pasado se efectuaron trabajos y obras de restauración hidrológico-forestal (las cuencas vertientes a los torrentes de Arratiecho y de Arás y el paraje de Los Arañones) y otros dos que no fueron intervenidos (la ladera de la margen derecha vertiente al cauce de Canal Roya y la ladera de solana de la cabera de la cuenca de Fondo de Pineta) que sirvan de contraste con los anteriores. ABSTRACT The present Thesis establish a methodology in first approach with scientist and technical criteria to assess the protection of persons provided by the water and forest restoration before natural risks in the mountain watersheds. The research has been planned into three sections where it is analysed: 1) the protection provided by the forest cover itself, either it comes from natural regeneration or reforestation; 2) the protection provided by the works executed within the watersheds and in the drainage channels, which it is bound together with the reforestations of water and forest restorations, assessing both effects at a time; and 3) the protection provided by the synergy that arises along the consolidation of the reforestations and the woks executed in the watersheds as the water and forest restoration project considered. This is estimated according the degree of accomplishment of its specific objectives. The impact of the forest covers in the control of natural risks in the mountain has been assessed: a) having into account the experience in the research about the topic developed in the last decades in the alpine area, and b) analysing the dasocratic characteristics of the forest covers and identifying the more representative parameters that take part in the control of the main natural risks in the mountain (torrential rises, avalanches, landslides and rock falls). The protection supplied by the correction works has been assessed considering the watershed as the specific correction unit, as well as analysing their behaviour before the largest number of torrential events possible. Those were defined from the precipitation recorded in the meteorological stations placed within or the closest to the watershed with long historic data. Then the incidents presented in the watershed and the state of the works are verified. The grade of accomplishment of the main objectives has been specified with the evaluation of the synergies raised along the restoration project. It has to be taken into account that the project has its own dynamics and its results show in mid and long term during a period with events unexpected. In any case, the restoration of the mountain basins doesn't imply the disappearance of all risk, but a control of them and the reduction of their effects. Then, it is necessary maintenance of the reforestations and of the works executed to conserve the protection conditions originally designed. The methodology has been applied into five scenes in the Aragonese Pyrenees; three in which works and water and forest restorations were executed in the past (watershed of Arratiecho and Aras torrents, and the Arañones location), and other two without any intervention that make contrast (the right hill-slope of Canal Roya and the south hill-slope of the headwaters of Pineta valley).

Efetividade das áreas protegidas para a conservação da natureza sob a abordagem dos serviços ecossistêmicos na bacia do rio Corumbataí

A sustentabilidade da paisagem trata-se de um tema central no que se refere às questões de conservação e desenvolvimento de paisagens altamente antropizadas. Está embasada nos conceitos tradicionais de desenvolvimento sustentável, que visam balancear o desenvolvimento humano com a proteção ambiental, pautada na equidade intra e extra-geração. Considera, ainda, os conceitos de bem-estar humano nesta esfera. Paralelamente, os conceitos de serviços ecossistêmicos reconhecem a dependência das atividades antrópicas e seu bem-estar à qualidade dos ecossistemas, reacendendo os debates sobre capital natural e desenvolvimento sustentável. Neste contexto, este trabalho aborda a sustentabilidade da paisagem questionando a potencialidade dos remanescentes florestais em fornecer, de maneira equilibrada, diferentes serviços ecossistêmicos na bacia do rio Corumbataí. Para isso, o trabalho foi dividido em duas etapas. A primeira buscou analisar questões de demanda e oferta por múltiplos serviços ecossistêmicos (controle de erosão, regulação hídrica, regulação microclimática, informação estética e qualidade de habitat). Isso baseado em indicadores da paisagem, como a dinâmica do uso do solo e padrões do meio físico e antrópico. A segunda investigou a viabilidade de integrar o sinergismo entre os serviços de controle de erosão e qualidade de habitat às prioridades de conservação e restauração florestal. Isso baseado no cenário atual da paisagem e por meio de diferentes simulações de incremento em 10% da cobertura florestal na paisagem, inserindo florestas nos locais de alta erodibilidade (situação criteriosa) ou de forma randômica. Os resultados demonstraram que, apesar do aumento de 60% na cobertura florestal durante os últimos 30 anos, apenas 37% das florestas possuem alto potencial para ofertar serviços ecossistêmicos e que, quando ponderadas perante as demandas da paisagem, apenas 20% das florestas encontram-se em equilíbrio. Além disso, foi verificado sinergismo entre os serviços de controle de erosão e qualidade de habitat em aproximadamente 80% da cobertura florestal. No entanto, nos cenários de restauração florestal, o sinergismo foi alcançado em todas as situações, sejam elas criteriosas ou randômicas. Deste modo, ficou evidente o limite das florestas e áreas protegidas como potenciais prestadoras de serviços ecossistêmicos na paisagem. Também ficou evidente que, em paisagens com alto grau de fragmentação e baixa proporção florestal, os processos de restauração não necessariamente devem almejar o sinergismo entre serviços ecossistêmicos. Por fim, atribui-se grande importância ao papel das áreas agrícolas e pastagens para compensar demandas, restaurar serviços ecossistêmicos, almejando, portanto, a sustentabilidade da paisagem.