Aspectos ecológicos e modelagem de distribuição geográfica de Astronium balansae Engl., espécie ameaçada no sul do Brasil

Abstract

Resumo: Compreender o comportamento ecológico de populações naturais de árvores ameaçadas, bem como aspectos sobre sua distribuição, é crucial para subsidiar ações de conservação. Astronium balansae é uma Anacardiaceae em perigo de extinção devido à perda de habitat e à extração ilegal de madeira. Sua distribuição abrange áreas de transição entre Floresta Estacional e Campos Sulinos no Brasil, vegetação de Chaco no Paraguai e na Argentina, além da Savana Mesopotâmica. Se distribui de forma isolada em meio a campos, bordas florestais ou formando o dossel da floresta estacional. Assim, a presente tese buscou avaliar a fenologia, padrões de regeneração e de distribuição geográfica de A. balansae para subsidiar sua conservação in situ. Foi realizado um monitoramento mensal das fenofases reprodutivas e vegetativas de indivíduos adultos masculinos e femininos, em três níveis de competição em relação a posição da árvores: sem competição (isoladas), competição parcial (em borda florestal) e competição total (interior da floresta), ao longo de 24 meses. Utilizou-se estatística circular e correlação com variáveis ambientais para avaliar o comportamento fenológico. A regeneração natural da espécie em áreas campestres foi estudada a partir de bordas florestais que continham matrizes de A. balansae. Analisou-se a regeneração sob dois sistemas de manejo pecuário: i) somente bovinos; e ii) bovinos combinados a ovinos. Foram instalados 25 conglomerados de 35 m x 45 m, cada um com 20 parcelas de 5 m x 5 m, avaliando a presença da espécie, altura, estruturas berçário e efeitos de herbivoria. Modelos GAMLSS foram ajustados para altura e abundância de regenerantes em relação ao sistema de manejo e distância da borda, considerando associações. Os modelos de distribuição foram desenvolvidos para o presente e o futuro (1981-2010; 2041-2071; 2071-2100), usando seis algoritmos e três projeções de mudanças climáticas, construídos a partir de 28 variáveis edafoclimáticas. Após o processo de modelagem foi calculada a mudança de uso do solo nas últimas três décadas. O padrão anual de fenofases de A. balansae apresentou intensidade semelhante entre as condições de competição. Fotoperíodo e temperatura influenciaram as fenofases, com trocas foliares no fim do inverno e maior expressão das fenofases reprodutivas no verão. A regeneração da espécie é favorecida por diferentes estruturas berçário, especialmente plantas espinhosas e afloramentos rochosos. Regenerantes foram predados por bovinos e ovinos, apresentando maiores alturas em áreas apenas com bovinos. A abundância de regenerantes diminuiu com o distanciamento da borda florestal e também foi menor nas áreas de manejo com bovinos e ovinos. Houve redução no habitat da espécie entre 1991 e 2021. A análise de distribuição futura indicou possível perda de habitat em todos os cenários, porém com menor intensidade até 2041-2070, seguida de considerável redução entre 2071 e 2100, em cenários pessimistas. Nos dois anos de avaliação as fenofases reprodutivas apresentaram expressiva produção, demonstrando adequado potencial reprodutivo da espécie. Entretanto, interações observadas na regeneração mostram vulnerabilidade ao sobre pastoreio. Dada a pressão sobre as populações e seu habitat, é urgente a implantação de áreas de conservação para as regiões de ocorrência da espécie.

Abstract: Understanding the ecological behavior of threatened trees populations, as well as aspects of their distribution, is essential for supporting conservation actions. Astronium balansae is an endangered Anacardiaceae species, because of habitat loss and illegal timber extraction. Its distribution comprises transition areas between Seasonal Forest and Grasslands (Campos Sulinos) in Brazil, Chaco vegetation in Paraguay and Argentina, and the Mesopotamian Savanna. It occurs with isolated individuals in grasslands, on forest edges or forming the canopy of forest communities. Aiming to support in situ conservation, this thesis evaluated the phenology, regeneration patterns, and geographic distribution of A. balansae. We conducted a monthly monitoring of reproductive and vegetative of the phenophases of mature male and female individuals, under three levels of competition experienced by the trees: no competition (isolated), partial competition (forest edge), and total competition (forest interior), over two years. Circular statistics and correlation with environmental variables were employed to assess the phenological behavior. The natural regeneration of the species in grassland areas was studied from the forest edges containing A. balansae matrices. The sapling recruitment was analyzed under two livestock management systems: i) only cattle; and ii) combination of cattle and sheep. Twenty-five sample clusters of 35 m x 45 m were established, each containing 20 plots of 5 m x 5 m, where we assessed the species presence, height, nurse structures, and herbivory effects. GAMLSS models were fitted for height and sapling abundance in relation to management system and distance from the forest edge, considering associations. Distribution models were developed for present and future scenarios (1981-2010; 2041-2071; 2071-2100), using six algorithms and three climate change projections, based on 28 edaphoclimatic variables. Land use change over the last three decades was calculated after the modelling process. The annual pattern of A. balansae phenophases exhibited similar intensity among the different competition conditions. Photoperiod and temperature influenced phenophases, with leaf exchanges at the end of winter and greater expression of reproductive phenophases in summer. The presence of saplings is facilitated by different nurse structures, particularly spiny plants and rocky outcrops. Saplings were grazed by cattle and sheep, being taller in areas with only cattle. Sapling abundance decreased with increasing distance from the forest edge and was also lower in areas managed with cattle and sheep. There was a reduction in the species' habitat between 1991 and 2021. The future distribution analysis indicated a potential habitat loss in all scenarios, but with less intensity until 2041-2070, followed by a notable reduction between 2071 and 2100, in pessimistic scenarios. Reproductive phenophases showed substantial production over the two years of evaluation, demonstrating the species' strong reproductive potential. However, observed interactions in sapling presence indicated vulnerability to overgrazing. Given the pressure on populations and their habitat, there is an urgency to establish conservation areas for the species.