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Tipo: Tese
Title: Filtros ambientais, interações bióticas e variabilidade climática afetando o crescimento, recrutamento e mortalidade de árvores em florestas de ecótono na Ilha de Maracá, Roraima
Other Titles: Environmental filters, biotic interactions and climatic variability affecting the growth, recruitment and mortality of trees in ecotone forests in Maracá Island, Roraima
Autor(es): Silva, Williamar Rodrigues
Primeiro Orientador: Barbosa, Reinaldo Imbrozio
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Melo, Valdinar Ferreira
Resumo: Efeitos das mudanças climáticas sobre a estrutura, crescimento e mortalidade de árvores em florestas tropicais sob distintas condicionantes ambientais precisam ser melhor elucidados em toda a Amazônia brasileira. Os estudos de monitoramento espaço-temporais da demografia arbórea vêm sendo crucial para entender como a estrutura e a composição das espécies de florestas tropicais respondem às variações climáticas globais. Nesse sentido, este estudo teve por objetivo determinar o efeito das condicionantes ambientais e da variação climática sobre as taxas vitais (crescimento, recrutamento e mortalidade) de indivíduos arbóreos de florestas ecotonais do centro-oeste de Roraima entre os anos de 2016-2020. As taxas vitais desse período foram correlacionadas à luz de variáveis independentes: (i) estruturais (diâmetro, densidade de indivíduos, altura, riqueza e composição de espécies), (ii) ambientais (textura e fertilidade do solo, topografia) e (iii) climáticas (cumulative water déficit = CWD, sea surface temperature = SST). Tanto as variáveis dependentes (taxas vitais) quanto as variáveis independentes estruturais e ambientais foram derivadas de 129 parcelas (10 m x 50 m; 6.45 ha) instaladas em um gradiente hidro-edáfico caracterizado por florestas de ecótono (florestas ombrófilas + sazonais) dispersas no leste da Ilha de Maracá, estado de Roraima. As variáveis independentes climáticas foram obtidas livremente de bancos de dados disponibilizados na rede mundial de computadores. Censos demográficos anuais foram realizados nas 129 parcelas, onde todos os indivíduos arbóreos (árvores + palmeiras; diâmetro do caule ≥ 10cm) foram medidos e identificados taxonomicamente. Para alcançar o objetivo geral do estudo, a investigação cumpriu quatro objetivos específicos que representam capítulos individuais do trabalho: (i) composição florística; (ii) estrutura florestal (densidade e altura das árvores); (iii) estruturação da comunidade (riqueza e composição de espécies) e (iv) dinâmica florestal (taxas vitais). Os resultados do capítulo I revelaram que a composição florística das parcelas utilizadas como amostras é caracterizada por 42 famílias botânicas e 140 espécies e morfo-espécies. Peltogyne gracilipes Ducke (Leguminosae), Pradosia surinamensis (Eyma) T. D. Penn. (Sapotaceae) e Ecclinusa guianensis Eyma (Sapotaceae) foram as espécies com maior índice de importância (~25%), correspondendo a mais de 36% de dominância. O capítulo II demonstrou que a matéria orgânica do solo e a soma das bases explicaram 16% da variação na densidade das árvores, enquanto a própria densidade das árvores e a soma das bases extraíveis explicaram 13% da variação na altura média das árvores. O capítulo III indicou que a riqueza e composição das espécies responderam aos mesmos fatores ambientais: altitude, teor de argila e soma dos micronutrientes no solo. Essas variáveis afetaram a composição das espécies direta e indiretamente, através da abundância de P. gracilipes. Em particular, esta última suprimiu a riqueza de espécies, independentemente das condições do solo. Esses resultados sustentam a hipótese de que filtros abióticos e interações bióticas moldam as comunidades arbóreas estudadas e que P. gracilipes pode ser considerada uma espécie indicadora de condições hidro-edáficas, mas também deve ser vista como uma propulsora da estrutura da comunidade arbórea. Por fim, o capítulo IV indicou que a dinâmica florestal variou anualmente em função do número de caules e da biomassa viva acima do solo (AGB) levando em consideração o período entre janeiro/2016 a janeiro/2020 nas 129 parcelas permanentes. O número de indivíduos vivos foi reduzido em 4,6%, passando de 3041 (2016) para 2902 (2020) considerando os três grupos arbóreos (Palmeiras, Árvores e P. gracilipes) definidos para a floresta de ecótono estudado. O total de AGB, considerando os três grupos arbóreos, decaiu de 295,76 Mg ha-1 para 287,97 Mg-1 (-7,79 Mg ha-1; -2,63%). Essa redução foi decorrente de uma alta taxa de mortalidade no período (1,94%) associada ao baixo recrutamento (R = 0,77%). A taxa de mudança total de AGB dos três grupos arbóreos foi condicionada pela soma dos micronutrientes (Fe, Zn, Mn, B, Cu; mg kg-1). Quando os grupos arbóreos foram analisados separadamente, observou-se que cada um respondeu a diferentes fatores ambientais. O conteúdo de fósforo (P) afetou a taxa de mudança de AGB das Palmeiras enquanto o teor de argila e a soma de nutrientes afetou o grupo das Árvores. A taxa de mudança total da AGB dos grupos arbóreos não foi condicionada estatisticamente pelos descritores climáticos (CWD, SST), muito embora a resposta gráfica tenha indica um tempo de retardo (1-2 anos) na resposta da floresta aos estresses climáticos, em especial os de anos secos. Os resultados gerais da investigação melhoram nosso entendimento sobre a dinâmica (crescimento, recrutamento e mortalidade) das florestas de ecótono do norte da Amazônia brasileira, podendo serem utilizados como base de informações para construção de políticas públicas direcionadas à mitigação dos efeitos negativos do aquecimento global nas áreas florestais da Amazônia.
Abstract: Effects of climate change on the structure, growth and mortality of trees in tropical forests under different environmental conditions need to be better elucidated throughout the Brazilian Amazon. Spatio-temporal monitoring studies of tree demography have been crucial to understand how the structure and composition of tropical forest species respond to global climate variations. In this sense, this study aimed to determine the effect of environmental conditions and climate variation on the vital rates (growth, recruitment and mortality) of arboreal individuals from ecotonal forests in the central-west of Roraima between the years 2016-2020. The vital rates of this period were correlated in the light of independent variables: (i) structural (diameter, density of individuals, height, richness and composition of species), (ii) environmental (texture and soil fertility, topography) and (iii) (cumulative water deficit = CWD, sea surface temperature = SST). Both the dependent variables (vital rates) and the structural and environmental independent variables were derived from 129 plots (10 mx 50 m; 6.45 ha) installed in a hydro-edaphic gradient characterized by ecotone forests (ombrophilic + seasonal forests) dispersed in the east of Maracá Island, state of Roraima. The climate independent variables were obtained freely from databases available on the world wide web. Annual demographic census surveys were carried out on 129 plots, where all tree individuals (trees + palms; stem diameter ≥ 10cm) were measured and identified taxonomically. To reach the general objective of the study, the investigation fulfilled four specific objectives that represent individual chapters of the work: (i) floristic composition; (ii) forest structure (density and height of trees); (iii) community structuring (species richness and composition) and (iv) forest dynamics (vital rates). The results of chapter I revealed that the floristic composition of the plots used as samples is characterized by 42 botanical families and 140 species and morpho-species. Peltogyne gracilipes Ducke (Leguminosae), Pradosia surinamensis (Eyma) T. D. Penn. (Sapotaceae) and Ecclinusa guianensis Eyma (Sapotaceae) were the species with the highest importance index (~ 25%), corresponding to more than 36% dominance. Chapter II demonstrated that the organic matter of the soil and the sum of the bases explained 16% of the variation in the density of the trees, while the density of the trees and the sum of the extractable bases explained 13% of the variation in the average height of the trees. Chapter III indicated that the species richness and composition responded to the same environmental factors: altitude, clay content and the sum of micronutrients in the soil. These variables affected species composition directly and indirectly, through the abundance of P. gracilipes. In particular, the latter suppressed species richness, regardless of soil conditions. These results support the hypothesis that abiotic filters and biotic interactions shape the studied tree communities and that P. gracilipes can be considered an indicator species of hydro-edaphic conditions, but it should also be seen as a propeller of the structure of the tree community. Finally, Chapter IV indicated that the forest dynamics varied annually according to the number of stems and the above-ground living biomass (AGB) taking into account the period between January/2016 to January/2020 in the 129 permanent plots. The number of living individuals was reduced by 4.6%, from 3041 (2016) to 2902 (2020) considering the three arboreal groups (Palms, Trees and P. gracilipes) defined for the studied ecotone forest. The total AGB, considering the three tree groups, decreased from 295.76 Mg ha-1 to 287.97 Mg-1 (-7.79 Mg ha-1; -2.63%). This reduction was due to a high mortality rate in the period (1.94%) associated with low recruitment (R = 0.77%). The rate of total AGB change of the three tree groups was conditioned by the sum of the micronutrients (Fe, Zn, Mn, B, Cu; mg kg-1). When the tree groups were analyzed separately, it was observed that each responded to different environmental factors. The content of phosphorus (P) affected the rate of change of AGB of the Palmeiras while the clay content and the sum of nutrients affected the group of Trees. The total rate of change of AGB of tree groups was not statistically conditioned by the climatic descriptors (CWD, SST), although the graphical response indicates a delay time (1-2 years) in the forest's response to climatic stresses, especially in those of dry years. The general results of the investigation improve our understanding of the dynamics (growth, recruitment and mortality) of ecotone forests in northern Brazilian Amazon, and can be used as an information base for the construction of public policies aimed at mitigating the negative effects of global warming in forest areas in the Amazon.
Keywords: Inventário florestal
Dinâmica florestal
Censo arbóreo
Gradiente hidro-edáfico
Estrutura da comunidade
Biomassa
Carbono
Forest inventory
Forest dynamics
Arboreal census
Hydro-edaphic gradient
Community structure
Biomass
Carbon
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Idioma: por
País: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Roraima
Sigla da Instituição: UFRR
metadata.dc.publisher.department: PRPPG - Pró-reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação
metadata.dc.publisher.program: PRONAT - Programa de Pós-Graduação em Recursos Naturais
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Brazil
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/br/
URI: http://repositorio.ufrr.br:8080/jspui/handle/prefix/477
Issue Date: 2020
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