Efeito do tamanho de tubetes na qualidade de mudas de Jatobá (Hymenaea courbaril L. var. stilbocarpa (Hayne) Lee et Lang.), Ipê-amarelo (Tabebuia chrysotricha (Mart. ex DC.) Sandl.) e Guarucaia (Parapiptadenia rigida (Benth.) Brenan)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Dominance of legume trees alters nutrient relations in mixed species forest restoration plantings within seven years

Failures in reforestation are often attributed to nutrient limitation for tree growth. We compared tree performance and nitrogen and phosphorus relations in adjacent mixed-species plantings of contrasting composition, established for forest restoration on Ultisol soil, originally covered by tropical semi-deciduous Atlantic Forest in Southeast Brazil. Nutrient relations of four tree species occurring in both planting mixtures were compared between a legume-dominated, species-poor direct seeding mixture of early-successional species ("legume mixture"), and a species-diverse, legume-poor mixture of all successional groups ("diverse mixture"). After 7 years, the legume mixture had 6-fold higher abundance of N(2)-fixing trees, 177% higher total tree basal area, 22% lower litter C/N, six-fold higher in situ soil resin-nitrate, and 40% lower in situ soil resin-P, compared to the diverse mixture. In the legume mixture, non-N(2)-fixing legume Schizolobium parahyba (Fabaceae-Caesalpinioideae) had significantly lower proportional N resorption, and both naturally regenerating non-legume trees had significantly higher leaf N concentrations, and higher proportional P resorption, than in the diverse mixture. This demonstrate forms of plastic adjustment in all three non-N(2)-fixing species to diverged nutrient relations between mixtures. By contrast, leaf nutrient relations in N(2)-fixing Enterolobium contortisiliquum (Fabaceae-Mimosoideae) did not respond to planting mixtures. Rapid N accumulation in the legume mixture caused excess soil nitrification over nitrate immobilization and tighter P recycling compared with the diverse mixture. The legume mixture succeeded in accelerating tree growth and canopy closure, but may imply periods of N losses and possibly P limitation. Incorporation of species with efficient nitrate uptake and P mobilization from resistant soil pools offers potential to optimize these tradeoffs.

Ecologia morfofuncional de plântulas de espécies arbóreas da Estação Ecológica do Panga, Uberlândia, Minas Gerais

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Chlorophyll fluorescence of tropical tree species in a semi-deciduous forest gap

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

Classes sucessionais e síndromes de dispersão de espécie arbóreas e arbustivas existentes em vegetação ciliar remanescente (Conchal, SP), como subsídio para avaliar o potencial do fragmento como fonte de propágulos para enriquecimento de áreas revegetadas no Rio Mogi-Guaçu, SP

Este estudo foi realizado em fragmento de vegetação ciliar remanescente, localizado à margem direita do rio Mogi-Guaçu, Município de Conchal, SP, tendo como objetivo a avaliação do potencial desse fragmento como fonte de propágulos para projetos de enriquecimento em áreas ciliares implantadas na região de Mogi-Guaçu, SP. Para tanto, foi realizada a caracterização sucessional e da síndrome de dispersão das espécies arbóreas e arbustivas. No local, foram registradas 99 espécies arbóreas e arbustivas, pertencentes a 38 famílias. As famílias com maior número de espécies foram Euphorbiaceae, Fabaceae, Myrtaceae e Rubiaceae. Quanto aos grupos sucessionais, foi verificado equilíbrio na quantidade de espécies secundárias tardias (28,3%) e daquelas típicas de sub-bosque (23,2%). A síndrome de dispersão predominante entre as espécies arbóreas e arbustivas foi a zoocoria, identificada em 64,6% delas, seguida pela anemocoria, que representou 20,2% dos casos. Os resultados gerais apontaram o bom estado de conservação desse fragmento e a viabilidade de sua utilização como fonte de propágulos para ações de revegetação em áreas ciliares da região.

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.

Quantificação de biomassa e carbono da parte aérea em uma área de Mata Atlântica, na Serra da Cantareira, São Paulo

A atividade humana tem contribuído com as emissões de gases de efeito estufa (GEE) associadas, principalmente, com queima de combustíveis fósseis e mudanças no uso da terra. Assim, se faz necessário que sejam adotadas medidas visando o retardamento dos efeitos das mudanças climáticas. As florestas exercem papel essencial no balanço de carbono principalmente por funcionarem como sumidouros de CO2. Por outro lado, se desmatadas, promovem emissões e liberam parte do carbono estocado. A quantidade de biomassa florestal e o teor de carbono podem variar em função do tipo florestal, bem como de sua localização. Entretanto, fator importante diz respeito à confiabilidade dos dados mensurados neste tipo de pesquisa. A biomassa e o carbono da parte aérea podem ser determinados via método destrutivo, ou estimados via método não destrutivo. A construção do Rodoanel Mário Covas trecho norte e a supressão de uma área de Mata Atlântica possibilitou a realização de estudo de biomassa da parte aérea via método destrutivo. O objetivo deste trabalho foi estudar o tamanho e forma de parcelas, a intensidade amostral, quantificar a biomassa e o carbono na parte aérea, comparar métodos destrutivos e não destrutivos para a quantificação de biomassa e carbono na parte aérea, estudar a variação da densidade básica da madeira das espécies nas diferentes classes de DAP e grupos sucessionais e comparar as medidas de altura total e DAP obtidas a campo no inventário com as medidas coletadas após o corte. O tamanho mais conveniente de parcela foi 400 m 2, com forma retangular e dimensão de 10 x 40 m. A intensidade amostral variou entre 39 e 75 unidades amostrais. A biomassa da parte aérea obtida, via método destrutivo, foi de 188,3 Mg ha-1 e o carbono, 85,1 Mg ha-1. A biomassa estimada por equações alométricas da literatura foi subestimada, quando comparada ao valor real, obtido via método destrutivo. As menores classes de DAP apresentaram as maiores densidades básicas da madeira. A densidade básica foi 0,488 g cm-3 na média das espécies. A porcentagem de carbono contida nos troncos e galhos não diferiu entre as classes de DAP. O teor de carbono foi 45,41%, na média dos troncos e galhos. Espécies pioneiras acumularam maior quantidade de biomassa e carbono nos galhos e apresentaram maior densidade básica que as não pioneiras. A utilização dos dados coletados na fase de inventário e após o corte não afetaram os valores de biomassa estimados.

Modelagem do crescimento e produção aplicado ao manejo florestal na Amazônia brasileira

A floresta Amazônica possui um papel ambiental, social e econômico importante para a região, para o país e para o mundo. Dessa forma, técnicas de exploração que visam a diminuição dos impactos causados à floresta são essenciais. Com isso, o objetivo dessa tese é comparar a Exploração de Impacto Reduzido com a Exploração Convencional na Amazônia brasileira através de modelos empíricos de árvore individual de crescimento e produção. O experimento foi instalado na fazenda Agrossete, localizada em Paragominas - PA. Em 1993, três áreas dessa fazenda foram selecionadas para exploração. Na primeira área, 105 hectares foram explorados através da Exploração de Impacto Reduzido. Na segunda área, 75 hectares foram submetidos à Exploração Convencional. E, por fim, a terceira área foi mantida como área testemunha. A coleta de dados de diâmetro à altura do peito e a identificação das espécies dentro de uma parcela de 24,5 hectares, instalada aleatoriamente em cada área, foi realizada nos anos de 1993 (antes da colheita), 1994 (seis meses depois da colheita), 1995, 1996, 1998, 2000, 2003, 2006 e 2009. Dessa forma, as três áreas foram comparadas através do ajuste de um modelo de incremento diamétrico, considerando que efeito estocástico podia assumir outras quatro distribuições além da distribuição normal, de um modelo de probabilidade de mortalidade e de um modelo de probabilidade de recrutamento. O comportamento do incremento diamétrico indicou que as áreas que foram submetidas a exploração possuem o mesmo comportamento em quase todos os grupos de espécies, com exceção do grupo de espécies intermediárias. Os indivíduos que são submetidos a exploração possuem um maior crescimento em diâmetros quando comparados com área que não sofreu exploração. Além disso, assumir o efeito estocástico com distribuição Weibull melhorou o ajuste dos modelos. Em relação à probabilidade de mortalidade, novamente as áreas que sofreram exploração possuem comportamento semelhante quanto à mortalidade, mas diferente da área que não foi explorada, sendo que os indivíduos localizados nas áreas exploradas possuem uma maior probabilidade de morte em relação aos presentes na área não explorada. Os modelos de probabilidade de recrutamento indicaram diferença apenas entre as áreas exploradas e a área controle. Sendo que, as áreas exploradas apresentaram uma maior taxa de recrumento em comparação a área não explorada. Portanto, o comportamento individual das árvores após a exploração é o mesmo na Exploração Convencional e na Exploração de Impacto Reduzido.

COMPOSIÇÃO FLORÍSTICA E CARACTERIZAÇÃO SUCESSIONAL COMO SUBSÍDIO PARA CONSERVAÇÃO E MANEJO DO PNMCBio, SOROCABA - SP

O trabalho foi realizado no Parque Natural Municipal Corredores da Biodiversidade (PNMCBio), em Sorocaba -SP, com o objetivo de avaliar a composição florística do componente arbóreo e o estágio sucessional de uma área de floresta nativa de aproximadamente 31 hectares. Para tanto, foram alocadas 64 parcelas de tamanho 10 x 10 m, distribuídas aleatoriamente na área, sendo coletados todos os indivíduos com CAP igual ou maior que 15 cm. Estimou-se a diversidade por meio do índice de diversidade de Shannon (H’) e a equabilidade por meio do índice de Pielou (J’). As espécies foram caracterizadas nos grupos sucessionais, síndrome de dispersão, categorias de ameaça, amplitude de distribuição e indicadoras do estágio de regeneração. Foram amostrados 1088 indivíduos, distribuídos em 79 espécies, 54 gêneros e 29 famílias, sendo o H’ estimado em 3,421 e o J’ em 0,78, valores próximos aos encontrados em outras áreas de formações vegetacionais similares. Foram identificadas quatro espécies ameaçadas de extinção, 11 espécies endêmicas da Mata Atlântica e duas espécies restritas à Floresta Estacional Semidecidual no domínio da Mata Atlântica. O fragmento encontra-se em estágio médio de regeneração, sendo de suma importância sua conservação e manejo para a manutenção da biodiversidade local e regional.

Periodicidade do crescimento de espécies arbóreas da Floresta Estacional Semidecidual no Sul do Brasil.

Embora a sazonalidade climática seja menos evidente nas regiões tropicais que nas temperadas, muitas espécies tropicais apresentam crescimento rítmico. A avaliação do crescimento em circunferência do tronco (CCT) permitirá obter informações sobre o desenvolvimento dos indivíduos de espécies arbóreas desta região. Esse estudo teve como objetivo avaliar o CCT de 11 espécies arbóreas de uma floresta estacional semidecidual no sul do Brasil, visando testar duas hipóteses: (i) existe sazonalidade no CCT das árvores e este crescimento está relacionado às variações climáticas da região de estudo; (ii) as características dos indivíduos (posição sociológica, altura da árvore, grau de ocupação por lianas, deciduidade e diâmetro à altura do peito) influenciam no incremento acumulado em circunferência. Para detectar a periodicidade do CCT foram implantadas faixas dendrométricas permanentes no tronco (altura do DAP) de 156 indivíduos. O acompanhamento do crescimento foi realizado mensalmente por um período de 18 meses. Foram feitas correlações do CCT mensal com a precipitação, temperatura e fotoperíodo para verificar a influencia dos fatores ambientais e análise de covariância para averiguar se as características dos indivíduos também interferiram no incremento acumulado em circunferência do tronco. As espécies apresentaram um padrão sazonal de CCT, com as maiores taxas de crescimento de outubro a dezembro, sendo que os parâmetros ambientais avaliados atuaram em conjunto - principalmente o fotoperíodo e a temperatura - promovendo essa sazonalidade e confirmando a primeira hipótese. Considerando as características dos indivíduos, somente o diâmetro do tronco correlacionou-se negativamente com o incremento acumulado em circunferência (b = -0,32; p = 0,02), aceitando parcialmente a segunda hipótese.

Biological significance of dead biomass retention trait in Mediterranean Basin species: an analysis between different successional niches and regeneration strategies as functional groups

Standing dead biomass retention is considered one of the most relevant fuel structural traits to affect plant flammability. However, very little is known about the biological significance of this trait and its distribution between different functional groups. Our aim was to analyse how the proportion of dead biomass produced in Mediterranean species is related to the successional niche of species (early-, mid- and late-successional stages) and the regeneration strategy of species (seeders and resprouters). We evaluated biomass distribution by size classes and standing dead biomass retention in nine dominant species from the Mediterranean Basin in different development stages (5, 9, 14 and 26 years since the last fire). The results revealed significant differences in the standing dead biomass retention of species that presented a distinct successional niche or regeneration strategy. These differences were restricted to the oldest ages studied (>9 years). Tree and small tree resprouters, typical in late-successional stages, presented slight variations with age and a less marked trend to retain dead biomass, while seeder shrubs and dwarf shrubs, characteristic of early-successional stages, showed high dead biomass loads. Our results suggest that the species that tend to retain more dead branches are colonising species that may promote fire in early-successional stages.

Fragmentation drives tropical forest fragments to early successional states: A modelling study for Brazilian Atlantic forests

Land use leads to massive habitat destruction and fragmentation in tropical forests. Despite its global dimensions the effects of fragmentation on ecosystem dynamics are not well understood due to the complexity of the problem. We present a simulation analysis performed by the individual-based model FORMIND. The model was applied to the Brazilian Atlantic Forest, one of the world`s biodiversity hot spots, at the Plateau of Sao Paulo. This study investigates the long-term effects of fragmentation processes on structure and dynamics of different sized remnant tropical forest fragments (1-100 ha) at community and plant functional type (PFT) level. We disentangle the interplay of single effects of different key fragmentation processes (edge mortality, increased mortality of large trees, local seed loss and external seed rain) using simulation experiments in a full factorial design. Our analysis reveals that particularly small forest fragments below 25 ha suffer substantial structural changes, biomass and biodiversity loss in the long term. At community level biomass is reduced up to 60%. Two thirds of the mid- and late-successional species groups, especially shade-tolerant (late successional climax) species groups are prone of extinction in small fragments. The shade-tolerant species groups were most strongly affected; its tree number was reduced more than 60% mainly by increased edge mortality. This process proved to be the most powerful of those investigated, explaining alone more than 80% of the changes observed for this group. External seed rain was able to compensate approximately 30% of the observed fragmentation effects for shade-tolerant species. Our results suggest that tropical forest fragments will suffer strong structural changes in the long term, leading to tree species impoverishment. They may reach a new equilibrium with a substantially reduced subset of the initial species pool, and are driven towards an earlier successional state. The natural regeneration potential of a landscape scattered with forest fragments appears to be limited, as external seed rain is not able to fully compensate for the observed fragmentation-induced changes. Our findings suggest basic recommendations for the management of fragmented tropical forest landscapes. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Soil-nutrient availability modifies the response of young pioneer and late successional trees to elevated carbon dioxide in a Brazilian tropical environment

The aim of this work was to determine the impact of three levels of [CO2] and two levels of soil-nutrient availability on the growth and physiological responses of two tropical tree species differing in their ecological group: Croton urucurana Baillon, a pioneer (P), and also Cariniana legalis (Martius) Kuntze, a late succession (LS). We aimed to test the hypothesis that P species have stronger response to elevated [CO2] than LS species as a result of differences in photosynthetic capacity and growth kinetics between both functional groups. Seedlings of both species were grown in open-top-chambers under high (HN) or low (LN) soil-nutrient supply and exposed to ambient (380 mu mol mol(-1)) or elevated (570 and 760 mu mol mol(-1)) [CO2]. Measurements of gas exchange, chlorophyll a fluorescence, seedling biomass and allocation were made after 70 days of treatment. Results suggest that elevated [CO2] significantly enhances the photosynthetic rates (A) and biomass production in the seedlings of both species, but that soil-nutrient supply has the potential to modify the response of young tropical trees to elevated [CO2]. In relation to plants grown in ambient [CO2], the P species grown under 760 mu mol mol(-1) [CO2] showed increases of 28% and 91% in A when grown in LN and HN, respectively. In P species grown under 570 mu mol mol(-1) [CO2], A increased by 16% under HN, but there was no effect in LN. In LS species, the enhancement of A by effect of 760 mu mol mol(-1) [CO2] was 30% and 70% in LN and HN, respectively. The exposure to 570 mu mol mol(-1) [CO2] stimulated A by 31% in HN, but was no effect in LN. Reductions in stomatal conductance (g(s)) and transpiration (E), as a result of elevated [CO2] were observed. Increasing the nutrient supply from low to high increased both the maximum rate of carboxylation (V-cmax) and maximum potential rate of electron transport (J(max)). As the level of [CO2] increased, both the V-cmax and the J(max) were found to decrease, whereas the J(max)/V-cmax ratio increased. In the LS species, the maximum efficiency of PSII (F-v/F-m) was higher in the 760 mu mol mol(-1) [CO2] treatment relative to other [CO2] treatments. The results suggest that when grown under HN and the highest [CO2], the performance of the P species C. urucurana, in terms of photosynthesis and biomass enhancement, is better than the LS species C. legalis. However, a larger biomass is allocated to roots when C. legalis seedlings were exposed to elevated [CO2]. This response would be an important strategy for plant survival and productivity of the LS species under drought stresses conditions on tropical environments in a global-change scenario. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Growth response of an early successional assemblage of coralline algae and benthic diatoms to ocean acidification

The sustained absorption of anthropogenically released atmospheric CO2 by the oceans is modifying seawater carbonate chemistry, a process termed ocean acidification (OA). By the year 2100, the worst case scenario is a decline in the average oceanic surface seawater pH by 0.3 units to 7.75. The changing seawater carbonate chemistry is predicted to negatively affect many marine species, particularly calcifying organisms such as coralline algae, while species such as diatoms and fleshy seaweed are predicted to be little affected or may even benefit from OA. It has been hypothesized in previous work that the direct negative effects imposed on coralline algae, and the direct positive effects on fleshy seaweeds and diatoms under a future high CO2 ocean could result in a reduced ability of corallines to compete with diatoms and fleshy seaweed for space in the future. In a 6-week laboratory experiment, we examined the effect of pH 7.60 (pH predicted to occur due to ocean acidification just beyond the year 2100) compared to pH 8.05 (present day) on the lateral growth rates of an early successional, cold-temperate species assemblage dominated by crustose coralline algae and benthic diatoms. Crustose coralline algae and benthic diatoms maintained positive growth rates in both pH treatments. The growth rates of coralline algae were three times lower at pH 7.60, and a non-significant decline in diatom growth meant that proportions of the two functional groups remained similar over the course of the experiment. Our results do not support our hypothesis that benthic diatoms will outcompete crustose coralline algae under future pH conditions. However, while crustose coralline algae were able to maintain their presence in this benthic rocky reef species assemblage, the reduced growth rates suggest that they will be less capable of recolonizing after disturbance events, which could result in reduced coralline cover under OA conditions.

Differences between root traits of early- and late-successional trees influence below-ground competition and seedling establishment.

The competitive influence of the root system of the exotic grass Urochloa brizantha and the widespread forb Leonotis nepetifolia on the emergence, survival and early growth of the seedlings of eight tropical heliophilous herbaceous species, six early-successional woody species and five late-successional woody species from Brazil, grown in 3500-cm3 pots and in greenhouse without light restriction were assessed. The density of fine-root systems produced by the forb and the grass in pots were 6.8 cm cm-3 soil and 48.1 cm cm-3 soil, respectively. Seedlings survival of the heliophilous herbaceous, early- and late-successional woody species were 86%, 70% and 100% in presence of the forb root system and 12%, 14% and 100% in competition with grass root system, respectively. The competitive pressure applied by the grass root system on seedling growth of the heliophilous herbaceous, early- and late-successional woody species were 2.4, 1.9 and 1.4 times greater than the forb root system. Total root length of the heliophilous herbaceous, early- and late-successional woody species grown without competitors were 13, 33 and 5 times greater than in competition with forb, and were 66, 54 and 6 times greater than in competition with grass root system, respectively. The averages of fine-root diameter of plants grown without competitors were 209 microm for the heliophilous herbaceous, 281 microm for early-successional trees and 382 microm for late-successional trees. The root system of the forb did not avoid seedling establishment of most plant species, but the grass root system hampered more the establishment of heliophilous herbaceous and early-successional woody species than the seedling establishment of late-successional woody species. The different density of root systems produced in soil by the forb and the grass, and the distinct root traits (e.g. root diameter and root tissue density) of the early- and late-successional plant species can explain the differences in the establishment of seedlings of plant species belonging to different groups of tropical succession when exposed to below-ground competition.