Espacialização da diversidade de espécies arbóreas e sua relação com a biomassa no bioma amazônico

Abstract

Resumo: A Floresta Amazônica abriga uma rica diversidade florística, cuja totalidade ainda é pouco conhecida. Diante da importância ecológica deste ecossistema e de sua crescente vulnerabilidade às mudanças ambientais, é fundamental compreender de forma abrangente a variabilidade espacial da diversidade florística. O objetivo deste estudo foi realizar a espacialização da diversidade de espécies arbóreas e relacionar o índice de diversidade Shannon- Weaver com a biomassa acima do solo no Bioma Amazônico. Para tanto, iniciou-se pela construção da revisão bibliométrica e do estado da arte das publicações indexadas na base de dados Scopus com o intuito de construir um panorama do que foi e está sendo estudado sobre a diversidade florística na Floresta Amazônica. Posteriormente, para a espacialização da diversidade de espécies arbóreas, utilizou-se a base de dados do inventário florestal do Projeto RADAMBRASIL e outros dados abertos. Os inventários florestais foram analisados por fitofisionomias, calculando-se o índice de Shannon- Weaver para todas as parcelas georreferenciadas. Por meio da técnica de Monte Carlo, foram gerados cenários que permitiram estimar a incerteza da média do índice de Shannon- Weaver por fitofisionomia. A interpolação espacial da diversidade de espécies arbóreas foi realizada aplicando-se a Krigagem Ordinária e Krigagem Bayesiana Empírica, e os resultados foram avaliados por meio de validação cruzada e análise de incerteza. O desmatamento acumulado na região, mapeado pelo Projeto de Monitoramento do Desmatamento na Amazônia Legal por Satélite (PRODES), foi cruzado com a diversidade de espécies arbóreas para verificar a relação entre ambos no espaço geográfico. A diversidade de espécies arbóreas foi correlacionada com um importante parâmetro ecológico, a biomassa. Como resultado, a diversidade de espécies arbóreas apresenta uma distribuição heterogênea no Bioma Amazônico, com índices de Shannon- Weaver maiores nas regiões oeste, central e norte do Bioma. Os valores do índice de Shannon- Weaver variaram entre 3,0 e 3,4 na maior parte do Bioma, refletindo uma incerteza média dos resultados de 7,4%. Adicionalmente, a maior parte proporcional das áreas desmatadas ocorreu em regiões onde o valor de Shannon- Weaver estava concentrado abaixo de 2,8. Além disso, foi identificada uma correlação de Pearson moderadamente positiva, de 0,46, entre o índice de Shannon- Weaver e a biomassa total acima do solo. Em conclusão, este estudo apresentou a variabilidade espacial da diversidade de espécies arbóreas e sua relação com a biomassa acima do solo no Bioma Amazônico. A diversidade presente nas florestas é vulnerável ao desmatamento, e este estudo serve como indicativo de regiões que precisam de maior proteção e subsídio na tomada de decisões no Bioma Amazônico. Além disso, enfatiza a importância de considerar tanto a diversidade florística quanto a biomassa em programas de combate ao desmatamento e restauração florestal na região.

Abstract: The Amazon Rainforest harbors a rich floristic diversity, the entirety of which is still poorly known. Given the ecological importance of this ecosystem and its increasing vulnerability to environmental changes, it is crucial to comprehensively understand the spatial variability of floristic diversity. The objective of this study was to spatialize the diversity of tree species and relate the Shannon-Weaver diversity index to aboveground biomass in the Amazon Biome. To this end, a bibliometric review and the stateof- the-art of indexed publications in the Scopus database were constructed to provide an overview of what has been and is being studied about floristic diversity in the Amazon Rainforest. Subsequently, for the spatialization of tree species diversity, the forest inventory database of the RADAMBRASIL Project and other open data were used. The forest inventories were analyzed by phytophysiognomies, calculating the Shannon-Weaver index for all georeferenced plots. Using the Monte Carlo technique, scenarios were generated to estimate the uncertainty of the mean Shannon-Weaver index by phytophysiognomy. The spatial interpolation of tree species diversity was performed using Ordinary Kriging and Empirical Bayesian Kriging, and the results were evaluated through cross-validation and uncertainty analysis. The accumulated deforestation in the region, mapped by the Project for Monitoring Deforestation in the Legal Amazon by Satellite (PRODES), was cross-referenced with tree species diversity to verify the relationship between the two in the geographic space. Tree species diversity was correlated with an important ecological parameter, biomass. As a result, tree species diversity presents a heterogeneous distribution in the Amazon Biome, with higher Shannon-Weaver indices in the western, central, and northern regions of the Biome. The Shannon-Weaver index values ranged between 3.0 and 3.4 in most of the Biome, reflecting an average uncertainty of 7.4% in the results. Additionally, the largest proportional areas of deforestation occurred in regions where the Shannon-Weaver index was concentrated below 2.8. Furthermore, a moderately positive Pearson correlation of 0.46 was identified between the Shannon-Weaver index and total aboveground biomass. In conclusion, this study presented the spatial variability of tree species diversity and its relationship with above-ground biomass in the Amazon Biome. The diversity present in the forests is vulnerable to deforestation, and this study serves as an indicator of regions that require greater protection and support in decisionmaking in the Amazon Biome. Additionally, it emphasizes the importance of considering both floristic diversity and biomass in deforestation combat and forest restoration programs in the region.