Dinâmica da paisagem e diversidade de espécies arbóreas em fragmentos de Floresta Atlêntica do oeste do Paraná

Abstract

Resumo: Dada a elevada diversidade e importância das florestas tropicais na ciclagem do carbono e a dimensão do processo de destruição e degradação de habitat que ameaça estes ecossistemas, conhecer a diversidade e averiguar o potencial de provisão de serviços ecossistêmicos de fragmentos florestais em paisagens modificadas é fundamental para a conservação e o bem-estar humano. Portanto, este estudo buscou avaliar diferentes fragmentos Mata Atlântica, quanto à existência de padrões de estrutura do componente arbóreo, diversidade taxonômica, funcional e filogenética considerando as modificações da paisagem, no intuito de inferir sobre possíveis efeitos do histórico de distúrbios na diversidade de espécies arbóreas e no funcionamento dos ecossistemas florestais. Foram avaliadas duas unidades de conservação e um fragmento urbano situados na região Oeste do Estado do Paraná, inseridos em uma paisagem intensamente fragmentada. Um fragmento bem preservado foi tomado como área de referência para comparação. Em cada fragmento foram instaladas em cada 15 parcelas de 10x10 m em blocos de 30x50 m. Todos os indivíduos arbóreos com diâmetro a altura do peito (DAP) ?5 cm foram marcados e tiveram a circunferência a altura do peito (CAP) e altura mensuradas. Para a área de referência, foram utilizados dados de 21 parcelas de 0,2 ha e o mesmo critério de inclusão. Avaliou-se a riqueza de espécies, a equitabilidade, a diversidade taxonômica, a estrutura florestal, a biomassa acima do solo, o estoque de carbono, a diversidade funcional e a filogenética. Para estimar a diversidade funcional foram compilados seis atributos funcionais relacionados ao papel das espécies na estrutura florestal, potencial de regeneração e provisão e uso de recursos. Para avaliar a diversidade filogenética, construiu-se uma árvore filogenética utilizando todas as espécies ocorrentes nos fragmentos estudados como pool. Afim de averiguar possíveis relações entre a composição da paisagem e a diversidade, utilizou-se diferentes métricas da paisagem relacionadas ao isolamento, a fragmentação e a representatividade de grandes fragmentos. As métricas de diversidade foram contrastadas com métricas da paisagem e somente os modelos com melhor desempenho foram selecionados. As áreas de estudo abrigam diferentes assembleias de árvores e apesar da menor área basal, não diferem da maioria das áreas de referência em termos de biomassa acima do solo e estoque de carbono. Os fragmentos apresentaram proporções semelhantes de atributos funcionais, elevada diferenciação de nicho e as espécies coexistentes apresentamse distribuídas uniformemente no espaço funcional. Todas as áreas foram mais diversas filogeneticamente que o esperado ao acaso. O menor fragmento apresentou uma tendência de agrupamento filogenético, enquanto as demais áreas apresentaram um padrão de dispersão. O histórico de distúrbios afetou diretamente a estrutura e o funcionamento dos fragmentos estudados alterando, principalmente, os padrões de densidade, área basal, uniformidade funcional e diferenciação de nicho das espécies arbóreas. Embora não suportem o mesmo montante de espécies que florestas bem preservadas, os fragmentos apresentam elevado potencial de contribuição para o sequestro e armazenamento de carbono e podem, combinados, incrementar a diversidade regional e garantir a perpetuação da biodiversidade e das funções ecossistêmicas. Palavras-chave: Diversidade Funcional; diversidade filogenética, fragmentação, corte seletivo.

Abstract: Given the high diversity and importance of tropical forests in carbon cycling, and the extent of the process of habitat destruction and degradation that threatens these ecosystems, knowing the diversity and ascertaining the potential of support ecosystem services of forest fragments in modified landscapes is critical to conservation and human well-being. Therefore, the aim of this work was to evaluate different Atlantic Forest fragments, regarding the existence of patterns of tree structure, taxonomic, functional and phylogenetic diversity considering the landscape modifications, in order to infer about possible effects of the disturbance history in the diversity of tree species and in the functioning of forest ecosystems. We evaluate two protected areas and an urban fragment located in the western region of the State of Paraná, inserted in an intensely fragmented landscape. A well-preserved fragment was taken as reference area for comparison. Were installed 15 plots of 10x10 m in blocks of 30x50 m per fragment. All arboreal individuals with diameter at breast height (DBH) ?5 cm were marked and had the circumference of breast height (CBH) and overall height measured. For the reference area, we used data from 21 plots of 0.2 ha and the same inclusion criterion. The species richness, equitability, taxonomic diversity, forest structure, above-ground biomass, carbon stock, functional diversity and phylogenetics were evaluated. In order to estimate functional diversity, six functional attributes related to the role of species in forest structure, potential for regeneration, and provision and use of resources were compiled. To evaluate phylogenetic diversity, a phylogenetic tree was constructed using all species occurring in the studied fragments as pool. In order to investigate possible relationships between landscape composition and diversity, we used different landscape metrics related to the isolation, fragmentation and representativeness of large fragments. Diversity metrics were contrasted with landscape metrics and only the best performing models were selected. The study areas harbor different tree assemblages and, despite the smaller basal area, do not differ from most of the reference areas in terms of aboveground biomass and carbon stock. The fragments presented similar proportions of functional attributes, high niche differentiation and coexisting species are distributed evenly in the functional space. All areas were more phylogenetically diverse than expected at random. The smallest fragment presented a tendency of phylogenetic grouping, while the other areas showed a dispersion pattern. The disturbance history directly affected the structure and functioning of the studied fragments, mainly altering the patterns of density, basal area, functional uniformity and niche differentiation of tree species. Although they do not support the same amount of species as well-preserved forests, the fragments have a high potential for contributing to carbon sequestration and storage and can, in combination, increase regional diversity and ensure the perpetuation of biodiversity and ecosystem functions. Keywords: Functional diversity; phylogenetic diversity; fragmentation; selective logging.