Seleção de espécies baseada em atributos funcionais para otimizar o estoque de carbono e a biodiversidade na restauração

Abstract

Resumo: A restauração florestal é reconhecida como uma estratégia essencial para mitigar as mudanças climáticas, promover o sequestro de carbono e recuperar serviços ecossistêmicos. Nesse contexto, a seleção de espécies com base em atributos funcionais tem sido defendida como uma abordagem promissora para potencializar os resultados da restauração ecológica e atender a metas nacionais e internacionais, como o Acordo de Paris, o PLANAVEG e o Pacto pela Restauração da Mata Atlântica. Embora se pressuponha que abordagens orientadas por atributos funcionais, daqui em diante denominadas estrutura metodológica (framework), sejam mais eficazes para restaurar ecossistemas com foco na mitigação das mudanças climáticas, ainda é limitado o conhecimento sobre o quanto essas abordagens superam métodos tradicionais, nos quais a escolha das espécies não necessariamente prioriza funções ecológicas específicas. Neste estudo, aplicamos um framework recentemente proposto para identificar combinações de espécies de árvores nativas que otimizem múltiplos objetivos da restauração, utilizando como referência dados empíricos in situ obtidos em áreas de Floresta Ombrófila Densa no Litoral do Paraná, em regeneração natural há mais de três décadas no âmbito de um programa de conservação pioneiro. Nosso objetivo foi avaliar o potencial dessa abordagem para otimizar a restauração florestal, com foco simultâneo no estoque de carbono e na riqueza de espécies arbóreas. As simulações mostraram que comunidades formadas por espécies funcionalmente complementares podem atingir, em cerca de 40 anos, estoques de carbono equivalentes aos de florestas naturais com mais de 80 anos, antecipando, em décadas, os benefícios climáticos da restauração. Os conjuntos selecionados otimizaram o estoque de carbono, a riqueza de espécies e a variação da densidade da madeira (WD), garantindo a inclusão de espécies iniciais, intermediárias e tardias, estas últimas geralmente associadas a maior WD e elevado potencial de sequestro de carbono. As comparações abrangeram diferentes janelas temporais, permitindo identificar cenários em que o uso do framework antecipa, em décadas, a obtenção de estoques de carbono equivalentes aos de florestas maduras. Os resultados reforçam a importância de incorporar abordagens baseadas em atributos funcionais no planejamento da restauração ativa e do enriquecimento florestal, não apenas de espécies de crescimento rápido, mas também de espécies funcionalmente complementares capazes de otimizar serviços ecossistêmicos. Essa abordagem mostra-se promissora para aumentar a eficácia de projetos de restauração ativa em biomas tropicais focados em serviços ecossistêmicos, com potencial de aplicação em larga escala e de integração a políticas públicas de mitigação climática e de conservação da biodiversidade

Abstract: Forest restoration is recognized as a crucial strategy to mitigate climate change, promote carbon sequestration, and restore ecosystem services. In this context, species selection based on functional attributes has been advocated as a promising approach to enhance the results of ecological restoration and meet national and international goals, such as the Paris Agreement, PLANAVEG, and the Atlantic Forest Restoration Pact. Although it is assumed that approaches guided by functional attributes, hereinafter referred to as a methodological framework, are more effective in restoring ecosystems with a focus on climate change mitigation, knowledge is still limited on how much these approaches outperform traditional methods, in which the choice of species does not necessarily prioritize specific ecological functions. In this study, we applied a recently proposed framework to identify combinations of native tree species that optimize multiple restoration objectives, using as a reference empirical in situ data obtained in areas of Dense Ombrophilous Forest on the coast of Paraná, undergoing natural regeneration for more than three decades within the scope of a pioneering conservation program. Our objective was to evaluate the potential of this approach to optimize forest restoration, with a simultaneous focus on carbon stock and tree species richness. Simulations showed that communities formed by functionally complementary species can reach, in about 40 years, carbon stocks equivalent to those of natural forests over 80 years old, anticipating by decades the climate benefits of restoration. The selected sets optimized carbon stock, species richness, and wood density variation (WD), ensuring the inclusion of early, intermediate, and late-successional species, the latter generally associated with higher WD and high carbon sequestration potential. The comparisons spanned different time windows, enabling the identification of scenarios in which the framework's use anticipates achieving carbon stocks equivalent to those of mature forests by decades. The results reinforce the importance of incorporating approaches based on functional attributes in the planning of active restoration and forest enrichment, including not only fast-growing species but also functionally complementary species that can optimize ecosystem services. This approach holds promise for enhancing the effectiveness of active restoration projects in tropical biomes, focusing on ecosystem services, with potential for large-scale application and integration into public policies aimed at mitigating climate change and conserving biodiversity