Refinamento da representação de raízes no modelo de biosfera SiB2 em área de floresta na Amazônia

O objetivo desta pesquisa foi estudar a sensibilidade dos fluxos de superfície e hidrologia do solo em relação à representação e distribuição de raízes no modelo de biosfera para uma floresta de terra firme na Amazônia. A finalidade foi avaliar o impacto na representatividade dos fluxos de energia considerando a sazonalidade da região amazônica, usando como suporte medidas intensivas realizadas em uma reserva biológica (Reserva Biológica do Cuieiras, em Manaus). Foram realizadas oito simulações com o modelo de biosfera SiB2 (“Simple Biosphere Model” – versão 2) , onde cada simulação representou um cenário diferente de distribuição de raízes em uma profundidade de 4 m de solo, dividido em três camadas: 0,5 m, 1,5 m e 2,0 m. As raízes foram distribuídas privilegiando a concentração de raízes na camada superficial, em seguida, na camada intermediária e, por fim, uma concentração de raízes abaixo de 2,0 m de profundidade. As simulações foram realizadas para o período de 2003 a 2006, enfatizando o ano de 2005 para avaliar o efeito da representação de raízes nos fluxos de energia (calor latente – LE e calor sensível – H) e de dióxido de carbono (CO₂). A partir da análise integrada dos fluxos simulados com dados observacionais medidos no sítio experimental foi possível perceber que uma redução na precipitação no ano de 2005, apesar de ter sido menor na parte central da Amazônia, implicou na diminuição da umidade do solo, mostrando que a floresta passou por um período de estresse hídrico maior do que os outros anos analisados. O modelo representou a energia disponível com valores muito próximos aos observados, variando sazonalmente em concordância com os dados medidos em 2005. No entanto, LE é superestimado durante a estação chuvosa, mas mostra juntamente com o fluxo de CO₂, a redução com a umidade do solo na estação seca, enquanto H é superestimado em até 20 W m^-2 durante todo o período simulado. Estes resultados mostram que, a consideração de raízes rasas é mais apropriada para regiões que possuem estação seca curta, conforme se caracteriza a área de estudo, e raízes profundas devem favorecer a modelagem dos processos para superfície de áreas com estação seca mais pronunciada. Com isto os resultados revelam que há necessidade de obter mais informações de propriedades físicas do solo, apropriadas às condições da região, para que outros refinamentos sejam efetivos na distinção do comportamento de florestas tropicais sob diferentes regimes de disponibilidade de água no solo.

Estrutura e diversidade da família Lauraceae na Mata Atlântica do Parque Estadual da Serra do Mar, São Paulo, Brasil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Preferential consumption of larger fruits of Piper arboreum (Piperaceae) by Carollia perspicillata (Phyllostomidae) in the Brazilian tropical dry forest

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

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.

Carbon and nitrogen stock and fluxes in coastal Atlantic Forest of southeast Brazil: potential impacts of climate change on biogeochemical functioning

The Atlantic Forest is one of the most important biomes of Brazil. Originally covering approximately 1.5 million of km(2), today this area has been reduced to 12% of its original size. Climate changes may alter the structure and the functioning of this tropical forest. Here we explore how increases in temperature and changes in precipitation distribution could affect dynamics of carbon and nitrogen in coastal Atlantic Forest of the southeast region of Brazil The main conclusion of this article is that the coastal Atlantic Forest has high stocks of carbon and nitrogen above ground, and especially, below ground. An increase in temperature may transform these forests from important carbon sinks to carbon sources by increasing loss of carbon and nitrogen to the atmosphere. However, this conclusion should be viewed with caution because it is based on limited information. Therefore, more studies are urgently needed to enable us to make more accurate predictions.

Early post-fledgling survival in a fragmented population of a tropical cooperative breeding passerine

During the last years tropical forest has been a target of intense study especially due to its recent big scale destruction. Although a lot still needs to be explored, we start realizing how negative can the impact of our actions be for the ecosystem. Subsequently, the living community have been developing strategies to overcome this problem avoiding bottlenecks or even extinctions. Cooperative breeding (CB) has been recently pointed out as one of those strategies. CB is a breeding system where more than two individuals raise one brood. In most of the cases, extra individuals are offspring that delay their dispersal and independent breeding what allows them to help their parents raising their siblings in the subsequent breeding season. Such behavior is believed to be due, per example, to the lack of mates or breeding territories (ecological constraints hypothesis), a consequence of habitat fragmentation and/or disturbance. From this point, CB is easily promoted by a higher reproductive success of group vs pairs or single individuals. Accordingly, during this thesis I explore the early post-fledging survival of a cooperative breeding passerine, namely the impact of individual/habitat quality in its survival probability during the dependence period of the chicks. Our study species is the Cabanis’s greenbul (Phyllastrephus cabanisi), a medium-sized, brownish passerine, classified within the Pycnonotidae family. It is found over part of Central Africa in countries such as Angola, Democratic Republic of the Congo, Mozambique and Kenya, inhabiting primary and secondary forests, as well as woodland of various types up to 2700m of altitude. Previous studies have concluded that PC is a facultative cooperative breeder. This study was conducted in Taita Hills (TH) at the Eastern Arc Mountains (EAM), a chain of mountains running from Southeast Kenya to the South of Tanzania. TH comprises an area of 430 ha and has been suffering intense deforestation reflecting 98% forest reduction over the last 200 years. Nowadays its forest is divided in fragments and our study was based in 5of those fragments. We access the post-fledging survival through radio-telemetry. The juvenile survey was done through the breeding females in which transmitters were placed with a leg-loop technique. Ptilochronology is consider to be the study of feather growth bars and has been used to study the nutritional state of a bird. This technique considers that the feather growth rate is positively proportional to the individual capability of ingesting food and to the food availability. This technique is therefore used to infer for individual/habitat quality. Survival was lowest during the first 5 days post-fledging representing 53.3%. During the next 15 days, risk of predation decreased with only 14.3% more deceased individuals. This represents a total of only 33% survived individuals in the end of the 50 days. Our results showed yet a significant positive relationship between flock size and post-fledging survival as well as between ptilochronology values and post-fledgling survival. In practice, these imply that on this population, as bigger the flock, as greater the post fledging survival and that good habitat quality or good BF quality, will lead to a higher juvenile survival rate. We believe that CB is therefore an adaptive behaviour to the lack of mates/breeding territory originated from the mass forest destruction and disturbance. Such results confirms the critical importance of habitat quality in the post-fledging survival and, for the first time, demonstrates how flock size influences the living probability of the juveniles and therefore how it impacts the (local) population dynamics of this species. In my opinion, future research should be focus in disentangle individual and habitat quality from each other and verify which relationship exist between them. Such study will allow us to understand which factor has a stronger influence in the post-fledging survival and therefore redirect our studies in that direction. In order to confirm the negative impact of human disturbance and forest fragmentation, it would be of major relevance to compare the reproductive strategies and reproductive success of populations living in intact forests and disturbed patches.

Variabilidade da concentração média de CO2 acima da floresta Amazônica durante a noite associada a distintos regimes turbulentos.

Estudou-se a Camada Limite Noturna ? CLN sobre área de floresta tropical primária a nordeste do Estado do Amazonas, no Observatório Amazônico da Torre Alta ? OATA ou Amazon Tall Tower Observatory ? ATTO. Foi aplicada a metodologia disponível na literatura que permitiu a caracterização da CLN em três regimes turbulentos: 1º) de turbulência fraca, com velocidade média do vento baixa; 2º) de turbulência forte, com velocidade do vento alta e, 3º) turbulência intermitente e condições de não estacionariedade. Existem variações sazonais nos valores de ?c? e ao passar de um regime para outro. Foram investigadas algumas das principais características estatísticas das concentrações de CO2 ? ?c? de cada um dos regimes turbulentos. ?c? aumenta levemente com a elevação do valor de uma escala característica de velocidade turbulenta, VTKE, até um valor limiar, VL, a partir do qual tem-se um aumento súbito nos valores de ?c?. Esses resultados têm importantes consequências para a parametrização de grandezas meteorológicas na CLN e modelagem do escoamento atmosférico na interface floresta-atmosfera.

Climate seasonality limits leaf carbon assimilation and wood productivity in tropical forests.

The seasonal climate drivers of the carbon cy- cle in tropical forests remain poorly known, although these forests account for more carbon assimilation and storage than any other terrestrial ecosystem. Based on a unique combina- tion of seasonal pan-tropical data sets from 89 experimental sites (68 include aboveground wood productivity measure- ments and 35 litter productivity measurements), their asso- ciated canopy photosynthetic capacity (enhanced vegetation index, EVI) and climate, we ask how carbon assimilation and aboveground allocation are related to climate seasonal- ity in tropical forests and how they interact in the seasonal carbon cycle. We found that canopy photosynthetic capacity seasonality responds positively to precipitation when rain- fall is < 2000 mm yr-1 (water-limited forests) and to radia- tion otherwise (light-limited forests). On the other hand, in- dependent of climate limitations, wood productivity and lit- terfall are driven by seasonal variation in precipitation and evapotranspiration, respectively. Consequently, light-limited forests present an asynchronism between canopy photosyn- thetic capacity and wood productivity. First-order control by precipitation likely indicates a decrease in tropical forest pro- ductivity in a drier climate in water-limited forest, and in cur- rent light-limited forest with future rainfall < 2000 mm yr-1.

Floresta Estadual do Amapá: uma unidade de conservação sob ameaça.

2016

Burning of tropical brazilian rainforest of sandy soil: does it affect soil organic matter?

This study aimed to investigate the impact of vegetation burning on the content and chemical composition of soil organic matter (SOM) along a profile of a sandy Acrisol in Southwestern Amazon, Brazil, within 3 years after experiment beginning(YAB).The study was performed in Rio Branco, Acre State, and the forest burning was performed under controlled conditions. Samples from 6 depth(0-100cm depth)were collected under burned forest (BF) and primary forest (PF) at 1 YAB and 3 YAB. Besides Cand N contents, humic substances and biomarkers were determined. Under PF, the C content decreased with depth from 12 to 2 g kg-1.C/N ratio ranged from 7.6 at the surface to values around 3 at 1 m depth, indicating a predominance of microbial products. Humin fraction was not detected in the whole profile. Burning of vegetation promoted an increase of C and of humic acids only at 0-5 cm. The n-alkane distribution showed a shift towards smaller chains in the 0-5 cm of BF, indicating main contribution of microbial products. Also PAH?s of high molecular weight were detected in this site. Vegetation burning imparts alterations on the SOM composition, but these tend to disappear within 3 years.

Respostas fisiológicas de plantas amazônicas de regiões alagadas às mudanças climáticas globais

Conforme previsões do último relatório do IPCC (Intergovernmental Panel of Climatic Change) em 2007, até meados deste século haverá um aumento na concentração de CO2 na atmosfera podendo chegar a 720 μmol mol-1. Consequentemente haverá uma elevação da temperatura de até +3 °C, o que ocorrerá em conjunto com mudanças no padrão de precipitação. O mesmo relatório sugere que isto poderá acarretar uma substituição gradual da floresta tropical por vegetação similar a uma savana na parte oriental da Amazônia, porém nada é conclusivo. Diante dessas possibilidades, pergunta-se - Como as espécies de árvores que compõem as regiões de alagamento da Amazônia irão responder às alterações climáticas por vir? Apesar dessas previsões serem pessimistas, o alagamento ainda ocorrerá por vários anos na Amazônia e é de grande importância compreender os efeitos do alagamento sobre as respostas fisiológicas das plantas num contexto das mudanças climáticas. Os principais efeitos sobre a sinalização metabólica e hormonal durante o alagamento são revisados e os possíveis efeitos que as mudanças climáticas poderão ter sobre as plantas amazônicas são discutidos. As informações existentes sugerem que sob alagamento, as plantas tendem a mobilizar reservas para suprir a demanda de carbono necessário para a manutenção do metabolismo sob o estresse da falta de oxigênio. Até certo limite, com o aumento da concentração de CO2, as plantas tendem a fazer mais fotossíntese e a produzir mais biomassa, que poderão aumentar ainda mais com um acréscimo de temperatura de até 3 °C. Alternativamente, com o alagamento, há uma diminuição geral do potencial de crescimento e é possível que quando em condições de CO2 e temperatura elevados os efeitos positivo e negativo se somem. Com isso, as respostas fisiológicas poderão ser amenizadas ou, ainda, promover maior crescimento para a maioria das espécies de regiões alagáveis até o meio do século. Porém, quando a temperatura e o CO2 atingirem valores acima dos ótimos para a maioria das plantas, estas possivelmente diminuirão a atividade fisiológica.

Consumo alimentar e ecologia de populações ribeirinhas em dois ecossistemas amazônicos: um estudo comparativo

OBJETIVO: Este artigo analisa e compara os dados de consumo alimentar de duas populações ribeirinhas da Amazônia vivendo em ecossistemas contrastantes de floresta tropical: a várzea estacional e a floresta de terra firme. MÉTODOS: Foi estudado o consumo alimentar de 11 unidades domésticas na várzea (Ilha de Ituqui, Município de Santarém) e 17 na terra firme (Floresta Nacional de Caxiuanã, Municípios de Melgaço e Portel). O método utilizado foi o recordatório de 24 horas. As análises estatísticas foram executadas com o auxílio do programa Statistical Package for Social Sciences 12.0. RESULTADOS: Em ambos os ecossistemas, os resultados confirmam a centralidade do pescado e da mandioca na dieta local. Porém, a contribuição de outros itens alimentares secundários, tais como o açaí (em Caxiuanã) e o leite in natura (em Ituqui), também foi significante. Além disso, o açúcar revelou ser uma fonte de energia confiável para enfrentar as flutuações sazonais dos recursos naturais. Parece haver ainda uma maior contribuição energética dos peixes para a dieta de Ituqui, provavelmente em função da maior produtividade dos rios e lagos da várzea em relação à terra firme. Por fim, Ituqui revelou uma maior dependência de itens alimentares comprados, enquanto Caxiuanã mostrou estar ainda bastante vinculada à agricultura e às redes locais de troca. CONCLUSÃO: Além dos resultados confirmarem a importância do pescado e da mandioca, também mostraram que produtos industrializados, como o açúcar, têm um papel importante nas dietas, podendo apontar para tendências no consumo alimentar relacionadas com a atual transição nutricional e com a erosão, em diferentes níveis, dos sistemas de subsistência locais.

How rare is too rare to harvest? Management challenges posed by timber species occurring at low densities in the Brazilian Amazon

Tropical forests are characterized by diverse assemblages of plant and animal species compared to temperate forests. Corollary to this general rule is that most tree species, whether valued for timber or not, occur at low densities (<1 adult tree ha(-1)) or may be locally rare. In the Brazilian Amazon, many of the most highly valued timber species occur at extremely low densities yet are intensively harvested with little regard for impacts on population structures and dynamics. These include big-leaf mahogany (Swietenia macrophylla), ipe (Tabebuia serratifolia and Tabebuia impetiginosa), jatoba (Hymenaea courbaril), and freijo cinza (Cordia goeldiana). Brazilian forest regulations prohibit harvests of species that meet the legal definition of rare - fewer than three trees per 100 ha - but treat all species populations exceeding this density threshold equally. In this paper we simulate logging impacts on a group of timber species occurring at low densities that are widely distributed across eastern and southern Amazonia, based on field data collected at four research sites since 1997, asking: under current Brazilian forest legislation, what are the prospects for second harvests on 30-year cutting cycles given observed population structures, growth, and mortality rates? Ecologically `rare` species constitute majorities in commercial species assemblages in all but one of the seven large-scale inventories we analyzed from sites spanning the Amazon (range 49-100% of total commercial species). Although densities of only six of 37 study species populations met the Brazilian legal definition of a rare species, timber stocks of five of the six timber species declined substantially at all sites between first and second harvests in simulations based on legally allowable harvest intensities. Reducing species-level harvest intensity by increasing minimum felling diameters or increasing seed tree retention levels improved prospects for second harvests of those populations with a relatively high proportion of submerchantable stems, but did not dramatically improve projections for populations with relatively flat diameter distributions. We argue that restrictions on logging very low-density timber tree populations, such as the current Brazilian standard, provide inadequate minimum protection for vulnerable species. Population declines, even if reduced-impact logging (RIL) is eventually adopted uniformly, can be anticipated for a large pool of high-value timber species unless harvest intensities are adapted to timber species population ecology, and silvicultural treatments are adopted to remedy poor natural stocking in logged stands. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Fisiologia de espécies florestais da Amazônia: fotossíntese, respiração e relações hídricas

A bacia amazônica tem mais de seis milhões de quilômetros quadrados e abriga a maior floresta tropical do mundo, sendo particularmente importante pela sua biodiversidade e pelo seu papel na ciclagem de água e carbono. Fotossíntese, condutância estomática e fluxo de seiva de espécies florestais da Amazônia apresentam variação ao longo do dia seguindo a variação diurna observada na irradiância, temperatura e o déficit de pressão de vapor. Em decorrência da fotorrespiração, cerca de 25% do carbono fixado é retornado para a atmosfera. Os aumentos na concentração de CO2 na atmosfera previstos para as próximas décadas poderão apresentar efeito positivo na assimilação de carbono deste ecossistema florestal. Em comparação à época chuvosa, redução da umidade do solo e aumento no déficit de pressão de vapor (associado à baixa umidade do ar e alta temperatura) favorecem o fechamento dos estômatos em detrimento da fotossíntese. Desse modo, em comparação com a estação chuvosa, a fotossíntese líquida é menor no período seco. No geral, na Amazônia as árvores que atingem o dossel da floresta crescem a taxas maiores na época chuvosa. Exceto em anos de menor precipitação, o ecossistema florestal atua como sumidouro de carbono na época chuvosa. Mais estudos são necessários para determinar como e de que forma fatores específicos do ambiente físico influenciam a assimilação de carbono e o crescimento de árvores nos diversos grupos funcionais na Amazônia.

Estudo, Avaliação e Propostas de melhoria para a Climatização do edifício Biorama do Parque Biológico de Vila Nova de Gaia

A eficiência energética e a preocupação com a sustentabilidade têm vindo a ganhar preponderância na sociedade moderna. Este trabalho é uma contribuição para esta tendência onde se pretendeu avaliar e sugerir alterações ao sistema de climatização do edifício Biorama do Parque Biológico de Vila Nova de Gaia (PBG). Procedeu-se em primeiro lugar a uma caracterização física, química e geográfica dos 5 biomas constituintes do Biorama. Para isso, recorreu-se a documentos fornecidos pelo próprio PBG, visitas ao local e registo de medições de alguns parâmetros (temperatura, humidade relativa, qualidade do ar). Posteriormente foi realizado o balanço térmico dos edifícios, de acordo com a legislação em vigor, recorrendo a expressões e conceitos teóricos. Foram determinados valores dos ganhos térmicos de aquecimento de 15811, 10694, 7939, 9233, e 6621 kWh/ano para Floresta tropical, Mesozoico, Dunas, Savana e Deserto, respetivamente. Foram igualmente determinados valores dos ganhos térmicos no verão de 7093, 4798, 3560, 4144 e 2971 kWh na Floresta tropical, no Mesozoico, nas Dunas, na Savana e no Deserto, respetivamente. As cargas térmicas de aquecimento foram 149, 125, 47, 60 e 51 kW na Floresta tropical, no Mesozoico, nas Dunas, na Savana e no Deserto, respetivamente. As cargas térmicas de arrefecimento foram iguais a 59, 57, 47, 35 e 36 kW na Floresta tropical, no Mesozoico, nas Dunas, na Savana e no Deserto, respetivamente. Algumas soluções são avançadas, bem como alternativas comportamentais de modo a corrigir alguns problemas identificados. Uma proposta é a da instalação de painéis solares e acumuladores de calor, com os quais se estima um ganho médio conjunto de 500 W em cada bioma, e representam um investimento de 1050 euros e terão um retorno de 1 ano. Em relação à humidade é sugerido a utilização mais eficaz dos aspersores existentes e a utilização de esponjas, para fazer subir a humidade relativa para valores superiores a 80%. Em sentido inverso, no inverno, propõem-se a utilização de material higroscópico para fazer baixar a humidade relativa em cerca de 5%. Os custos com os suportes e o material higroscópico rondam os 250 €. Por fim, é sugerido a instalação de um aparelho de ar condicionado de 16 000 BTU no corredor de ligação, pois é a única forma de garantir condições de conforto térmico. Esta proposta de arrefecimento com ar condicionado e ainda o recurso a uma cortina de lâminas de plástico, que servem para efetuar uma separação mais eficiente entre ar frio e ar quente, têm um custo aproximado de 350 €. É ainda sugerida a utilização de lonas ou de uma planta trepadeira com um custo por planta de 5€, nas coberturas dos telhados virados a sul, sendo que a zona do corredor deverá ser totalmente coberta, a fim de evitar a exposição solar direta.