RESUMO
Increases in hydrological extremes, including drought, are expected for Amazon forests. A fundamental challenge for predicting forest responses lies in identifying ecological strategies which underlie such responses. Characterization of species-specific hydraulic strategies for regulating water use, thought to be arrayed along an 'isohydric-anisohydric' spectrum, is a widely used approach. However, recent studies have questioned the usefulness of this classification scheme, because its metrics are strongly influenced by environments, hence can lead to divergent classifications even within the same species. Here, we propose an alternative approach positing that individual hydraulic regulation strategies emerge from the interaction of environments with traits. Specifically, we hypothesize that the vertical forest profile represents a key gradient in drought-related environments (atmospheric vapor pressure deficit, soil water availability) that drives divergent tree water use strategies for coordinated regulation of stomatal conductance (gs) and leaf water potentials (ΨL) with tree rooting depth, a proxy for water availability. Testing this hypothesis in a seasonal eastern Amazon forest in Brazil, we found that hydraulic strategies indeed depend on height-associated environments. Upper canopy trees, experiencing high VPD, but stable soil water access through deep rooting, exhibited isohydric strategies, defined by little seasonal change in the diurnal pattern of gs and steady seasonal minimum ΨL. By contrast, understory trees, exposed to less variable VPD but highly variable soil water availability, exhibited anisohydric strategies, with fluctuations in diurnal gs that increased in the dry season along with increasing variation in ΨL. Our finding that canopy height structures the coordination between drought-related environmental stressors and hydraulic traits provides a basis for preserving the applicability of the isohydric-to-anisohydric spectrum, which we show here may consistently emerge from environmental context. Our work highlights the importance of understanding how environmental heterogeneity structures forest responses to climate change, providing a mechanistic basis for improving models of tropical ecosystems.
RESUMO
A Reserva Florestal do Morro Grande (RFMG, 10.870 ha) é um dos maiores remanescentes florestais do Planalto Atlântico paulista, região que foi submetida a fortes pressões de desmatamento tanto para a agricultura quanto para a exploração da lenha e do carvão e, mais recentemente, para a expansão imobiliária. A RFMG situa-se sobre embasamento cristalino, justo acima da Serra de Paranapiacaba, em altitudes que variam de 860 a 1075 m, numa região de transição entre o clima pluvial tropical do litoral e da encosta Atlântica, com o clima estacional do interior do estado. Por conseguinte, suas florestas acabam tendo uma composição de espécies particular, com elementos das florestas ombrófila densa e mesófila semi-decidual. Apesar desta particularidade, não houve até recentemente praticamente nenhum estudo nas florestas do Morro Grande. Foi apenas a partir de 2000 que um grupo de pesquisadores, no contexto de um projeto temático vinculado ao programa BIOTA/FAPESP, procurou analisar de forma sistemática a composição de diferentes grupos taxonômicos, assim como caracterizar processos ecológicos associados com a regeneração florestal. Este artigo tem por objetivo introduzir uma série de nove artigos com os principais resultados dos levantamentos biológicos na RFMG, obtidos nos últimos quatro anos, assim como fazer uma caracterização do histórico e das condições abióticas na Reserva, em termos de embasamento geológico, pedológico, clima, hidrografia, e do uso e cobertura do território.
The Morro Grande Forest Reserve (10,870 ha) is one of the biggest forest areas in the Atlantic Plateau. This region was intensively deforested for agriculture, wood and charcoal production, and more recently by the expansion of urban areas. The Reserve is located in the cristalline Plateau of Ibiúna, just above the Paranapiacaba Mountain (860 1075 m above sea level), in a transition region between the rainy climate from the Atlantic coast, and the seasonal climate from inland São Paulo state. As a consequence, species composition in Morro Grande Reserve combines elements from the tropical rainforest and the semideciduous forest. Despite this particularity, few studies were carried out in the forests from Morro Grande. It is only in 2000 that a group of scientist related to the BIOTA/FAPESP program began a systematic analysis of the species composition of different taxonomic groups, as well as the analysis of ecological processes related with forest regeneration. The present manuscript introduces a series of nine articles with the biological data obtained in the Reserve these last four years, and aims also to present an historical and abiotic description of the Reserve, highlighting aspects of the relief, geologic and pedological conditions, climate, hydrography, land use and land cover.
Assuntos
Conservação dos Recursos Naturais/análise , Conservação dos Recursos Naturais/efeitos adversos , Ecologia/classificação , Ecologia/educação , Flora/análise , Flora/efeitos adversosRESUMO
Apesar de sua complexidade, é necessário um conhecimento mais sintético sobre o processo de regeneração em florestas tropicais sujeitas a diferentes regimes de perturbação, tanto natural como antrópico. Dada a grande extensão de florestas secundárias na região Neotropical, um importante tópico a ser abordado é o potencial dessas manchas de floresta na conservação da diversidade biológica do componente arbóreo típico de manchas de floresta mais antiga, menos perturbada. O objetivo principal deste estudo foi avaliar a estrutura da comunidade de plântulas de espécies arbóreas e arbustivas e seu potencial como fonte de regeneração em áreas de floresta secundária na Reserva Florestal do Morro Grande (RFMG), uma das porções mais significativas de Mata Atlântica no Planalto Atlântico. A estrutura e composição da comunidade foram amostradas através de parcelas de 1 m² alocadas em três áreas de floresta secundária localizadas no interior da RFMG. Foram identificadas 106 espécies dentre as 742 plântulas amostradas, distribuídas em 35 famílias e 69 gêneros. As famílias mais ricas (Myrtaceae, Fabaceae, Rubiaceae e Lauraceae) representaram 47,2 por cento do total de espécies, e as cinco espécies mais abundantes foram Myrcia fallax, Ocotea dispersa, Psychotria vellosiana, Psychotria suterella e Matayba elaeagnoides. O estrato de regeneração apresentou-se predominantemente constituído de espécies zoocóricas e tolerantes à sombra, características de estádios mais avançados da sucessão florestal da Mata Atlântica. A comunidade de plântulas não apresentou variação em sua abundância e estrutura de tamanho, mas a composição de espécies e a riqueza variaram significativamente entre as áreas. Os resultados sugerem que o estrato de regeneração nas áreas de floresta secundária da RFMG tem um alto valor potencial na conservação da diversidade biológica do componente arbóreo típico de manchas de floresta mais antiga e, consequentemente, na restauração florestal...
Notwithstanding its complexity, a more integrated knowledge of the regeneration process in tropical forests subject to natural as well as human disturbance is necessary. Given the great extent of secondary forests in the Neotropics, an important topic to be considered is the potential of secondary forest patches to preserve the biological diversity of old-growth, less disturbed forests. The main objective of this study was to evaluate tree seedling community structure and its potential as source of regeneration in areas of secondary forest within the Morro Grande Forest Reserve (RFMG), one of the most important areas of Atlantic Rain Forest on the Atlantic Plateau. The structure and composition of the tree seedling community was sampled in 1 m² plots randomly placed in three areas of secondary forest. We recognized 106 species among 742 sampled tree seedlings, distributed in 35 families and 69 genera. The richest families (Myrtaceae, Fabaceae, Rubiaceae and Lauraceae) represented 47 percent of the species total, and the five more abundant species were Myrcia fallax, Ocotea dispersa, Psychotria vellosiana, Psychotria suterella, and Matayba elaeagnoides. Woody species regeneration was predominantly composed of zoochoric and shade tolerant species, characteristics of more advanced stages of Atlantic Rain Forest succession. Tree seedling community did not vary in abundance and size structure, but species composition and richness varied significantly among areas. Our results suggest that woody regeneration in secondary forest areas of the RFMG has a high potential of maintaining tree biological diversity of old-growth forests and, consequently, contributing to forest restoration at the regional scale. Spatial heterogeneity in floristic composition and species richness of the seed rain, as well as of the tree seedling community in secondary forest patches, represent important components that influence the sucessional process and the maintenance...
Assuntos
Fauna/classificação , Fauna/efeitos adversos , Flora/análise , Flora/classificação , Flora/efeitos adversosRESUMO
Os levantamentos biológicos realizados nos últimos cinco anos na Reserva Florestal do Morro Grande (RFMG) permitiram inventariar mais de 13.000 indivíduos pertencentes a 673 espécies de árvores, mamíferos não-voadores, aves, répteis, anuros e aranhas orbitelas. A comparação dos dados obtidos revela padrões biológicos consistentes que levam a quatro conclusões principais: i) a RFMG se situa numa condição de transição, recebendo influências das florestas ombrófilas densas e mistas, das estacionais e até do cerrado; ii) todos os grupos taxonômicos estudados apresentam diferenças significativas na riqueza e/ou na composição de espécies quando comparadas as florestas em estádios sucessionais intermediários/avançados de sucessão (80-90 anos após corte raso) e a floresta madura, mais antiga (onde houve apenas corte seletivo), o que deve contribuir para um aumento da diversidade gama da RFMG, uma vez que esta é um complexo mosaico de vegetação em diferentes estádios sucessionais; iii) dado, em parte, aos dois fatores anteriores, a RFMG apresenta um padrão, consistente para diferentes grupos taxonômicos, de elevada riqueza de espécies quando comparada com outras áreas de Floresta Atlântica; iv) por sua localização numa matriz de alta densidade populacional humana, a RFMG vem sofrendo fortes perturbações, em particular devido à caça, extrativismo vegetal predatório e entrada de espécies exóticas e invasoras. A conservação da singular biota da RFMG dependerá do estabelecimento de um plano de manejo que consiga tirar vantagens da proximidade à cidade de São Paulo, em termos de pesquisa científica e projetos educacionais/turísticos, e estabeleça o controle das espécies exóticas, da caça, do extrativismo vegetal e da ocupação inadequada do seu entorno imediato.
In the last five years, the Morro Grande Forest Reserve (MGFR) has been systematically surveyed for different taxonomic groups. More than 13.000 individuals from 673 species of trees, nonvolant small mammals, birds, reptiles, anurans and orb-weaver spiders were sampled. The comparative analysis of the results reveals consistent biodiversity patterns which concern four central issues: i) the MGFR is situated in an ecotone location with the influence from the ombrophilous and mesophilous forests and also from the interior savanna region; ii) all taxonomic groups presented significant differences in species composition and/or richness when medium to old secondary forests (80 to 90 years of regeneration) were compared with old-growth forests (or "mature" forests), where only selective logging were observed; this should contribute to a high gamma diversity, given that the MGFR is a complex mosaic of vegetation in different successional stages; iii) partly due to the two first factors, the MGFR presents a consistent pattern of high species diversity when compared with other areas from the Atlantic Forest region; iv) due to its location in a high human density matrix, the MGFR is being submitted to strong disturbances, mostly related with hunting, vegetation exploitation, and alien species invasion. The conservation of this unique biota will depend on the establishment of a management plan that can take advantage of the proximity from the city of São Paulo, specially for projects of education, tourism and scientific research, and that could control the problems of exotic species, hunting, vegetation exploitation and inappropriate use of the MGFR surrounding.