Pedro Brancalion Laboratório de Silvicultura Tropical – ESALQ/USP V Simpósio de Restauração Ecológica Reflorestamentos: plantação de árvores, nativas ou não, em povoamentos puros ou não, para formação de uma estrutura florestal em área que foi desmatada Limitações ecológicas: geralmente implantados ao longo de faixas estreitas (10-50m) nas margens de cursos d’água (APP ciliar): efeito de borda locais com baixa resiliência em função do uso agrícola anterior: reduzida ou nula contribuição inicial dos processos naturais de regeneração Paisagens de baixa cobertura florestal e reduzida conectividade: comprometimento da recolonização da área pela biodiversidade Reflorestamentos antigos: Estrutura florestal já estabelecida com dossel composto por espécies mais longevas na sucessão Iracemápolis-SP (24-25 anos, 50 ha, plantio de 140 espécies – 120 nativas e 20 exóticas, margens de uma represa) Cosmópolis-SP 55 anos, 26 ha, plantio de 70 espécies – 50 nativas e 20 exóticas, margens do rio Jaguari Ecossistemas de referência “Ecólogos da restauração tendem a ser otimistas e biólogos da conservação pessimistas” (Young 2000) Fragmentação Restauração Restauração florestal Aspectos ecológicos Composição Estrutura Funcionamento Serviços ecossistêmicos Provisão Regulação Culturais Suporte Espécies arbóreas Composição espécies e aos grupos funcionais que integram a comunidade vegetal 120 100 55 anos 23 anos referência 80 referência 55 anos 23 anos 60 40 12 anos 12 anos 20 0 1 51 101 151 201 251 301 351 401 451 501 Garcia, L.C. Avaliação da sustentabilidade ecológica de matas ciliares restauradas. Tese de Doutorado, UNICAMP, 2012. Indicador Riqueza de espécies nativas (DAP > 1 cm) Riqueza de espécies nativas (DAP > 5 cm) tempo para atingir a referência (anos) 64 86 Suganuma, M.S. Trajetórias sucessionais e fatores condicionantes na restauração de matas ciliares em região de floresta estacional semidecidual. Tese de Doutorado, UNESP, 2012. Outras formas de vida Não arbóreas 55 anos 120 100 12 anos 80 23 anos 60 referência 40 20 0 10 Attribute and indicators Species richness Trees Shrub species Semi-shrub Climbers Herbs Epíphytes 23 value 57 10 2 15 5 0 210 410 610 810 1010 1210 55 % ref 55 52 25 24 33 0 value 64 19 7 15 11 5 1410 1610 1810 2010 2210 reference % ref 62 100 87 24 73 33 value 102 19 8 61 15 15 Garcia, L.C. Avaliação da sustentabilidade ecológica de matas ciliares restauradas. Tese de Doutorado, UNICAMP, 2012. 2410 Grupos funcionais Attribute and indicators Species richness Flower generalized level (all growth forms) specialized species generalized species Flower functional diversity tree species non-tree species Dispersal syndroms (all growth forms) zoochorous species anemochorous species autochorous species Proportion of successional group (tree species) Ecological successional groups (tree species) pioneer late secondary early secondary Nitrogen fixing species 23-yr old 55-yr old reference value % ref value % ref value 24 54 43 47 27 76 48 66 56 115 92 62 88 24 93 147 90 56 104 263 33 34 11 46 53 32 55 28 19 76 44 56 72 64 34 0 0 0 10 476 212 30 111 0 0 0 12 265 191 59 133 0 0 1 9 Garcia, L.C. Avaliação da sustentabilidade ecológica de matas ciliares restauradas. Tese de Doutorado, UNICAMP, 2012. Indicador proporção de espécies tolerantes à sombra proporção de indivíduos tolerantes à sombra proporção de espécies com ritmo de crescimento lento proporção de indivíduos com ritmo de crescimento lento tempo para atingir a referência (anos) 118 109 91 98 Vamp - Claussena excavata (Rutaceae) Assis, G.B. Uso de espécies exóticas em plantios de restauração de mata ciliar em região de Floresta Estacional Semidecidual. UNESP, 2012. O que fazer para “corrigir” a composição? Plantios de enriquecimento, manejo da conectividade da paisagem e controle de espécies invasoras Limitação de dispersão Limitação de micro-sítio Interações ecológicas Diversidade genética Guaçatonga Sta. Genebra Iracemápolis Cosmópolis Tiete TOTAL 110 101 104 102 407 Diluição de DNA identificação Organização dos acessos Moagem das folhas Extração de DNA Teste no Li COR 57 81 54 77 76 82 116 77 80 119 101 109 118 106 104 84 115 111 105 120 102 86 83 85 64 66 87 84 68 126 71 125 88 66 99 98 100 73 93 78 69 91 90 79 103 20 16 14 40 37 18 59 58 57 60 62 42 43 5 4 39 121 65 83 19 61 92 91 50 96 67 68 74 92 52 49 12 7 17 35 52 22 24 13 56 51 54 53 64 95 55 70 21 3 82 63 47 38 15 31 27 30 29 26 25 28 81 41 46 45 50 48 44 10 6 1 9 60 2 54 98 34 8 11 36 32 23 63 92 97 100 67 68 60 117 124 70 107 77 0 114 110 113 128 89 127 33 108 95 96 122 75 72 112 94 65 123 74 0.2 2 grandes grupos: o primeiro concentra 2 sub-grupos, de Iracemápolis (em verde) e o de Caetetus (em azul). Restauração florestal Aspectos ecológicos Composição Estrutura Funcionamento Serviços ecossistêmicos Provisão Regulação Culturais Suporte Estrutura forma como a comunidade vegetal está organizada espacialmente 23-yr old Attribute and indicators Height of trees Canopy cover Number of stracta Basal area Density 55-yr old reference value % ref value % ref value 8 83 2 35 917 84 89 67 85 54 10 91 3 36 963 106 98 100 88 56 9 93 3 41 1713 Garcia, L.C. Avaliação da sustentabilidade ecológica de matas ciliares restauradas. Tese de Doutorado, UNICAMP, 2012. Indicador tempo para atingir a referência (anos) Densidade de regenerantes nativos (DAP > 1 cm) 82 Densidade de regenerantes nativos (DAP > 5 cm) 824 Área basal (m²/ha) 28 Biomassa 13 Cobertura de copa (%) 35 Suganuma, M.S. Trajetórias sucessionais e fatores condicionantes na restauração de matas ciliares em região de floresta estacional semidecidual. Tese de Doutorado, UNESP, 2012. O que fazer para “corrigir” a estrutura? Correção de limitações ao crescimento das plantas (pragas, plantas competidoras, correção do solo) 5 anos Mesma implantação, manejo diferente (Campoe et al. 2010) Manejo da competição (desbaste) Mudança da composição 5 anos Restauração florestal Aspectos ecológicos Composição Estrutura Funcionamento Serviços ecossistêmicos Provisão Regulação Culturais Suporte Funcionamento Frutificação e oferta de recursos para a fauna restabelecimento dos processos ecológicos que permitem a auto-perpetuação da comunidade vegetal e animal Garcia, L.C. Avaliação da sustentabilidade ecológica de matas ciliares restauradas. Tese de Doutorado, UNICAMP, 2012. Processos de regeneração natural O estabelecimento de espécies arbóreas foi mais bem sucedido em plantios de restauração, principalmente os mais jovens, do que no ecossistema de referência Ciclagem de nutrientes SUCESSÃO P limitante Nutrientes Tempo de reposição N limitante Biomassa Matéria orgânica (CHAPIN III et al., 2002) Florestas em restauração, mesmo com 52 anos, ainda não restauraram a ciclagem de N. Florestas naturais apresentam uma ciclagem de N mais aberta do que áreas jovens em processo de restauração, as quais são mais limitadas por N. Florestas em restauração jovens são mais limitadas por N do que por P em comparação a floresta natural. Amazonas et al, 2011 - Nitrogen dynamics during ecosystem development in tropical forest restoration. Forest Ecology and Management • Os processos da ciclagem do N são recuperados à medida que a floresta desenvolve-se, com reacumulação de N no sistema, aumento da disponibilidade de N, e uma clara tendência de mudança na economia de N para economia de P típica de florestas tropicais maduras (Índice de economia N:P). 35 30,2 30 Razão N:P 25 22,34 18,34 20 15,52 19,71 Folhas 15,31 Serrapilheira 15 10 5 0 21 anos (1,025) 52 anos (0,928) Floresta natural (0,742) Amazonas et al, 2011 - Nitrogen dynamics during ecosystem development in tropical forest restoration. Forest Ecology and Management Restauração florestal Aspectos ecológicos Composição Estrutura Funcionamento Serviços ecossistêmicos Provisão Regulação Culturais Suporte Mestrado (PPG Recursos Florestais): Carina Camargo Silva Potencial de espécies nativas para a produção de madeira serrada em plantios de restauração florestal Angico-vermelho Guaritá Pau-marfim Louro-pardo Ipê-roxo Jequitibá-branco Canafístula Jequitibá-rosa Ciclos de produção esperados para as espécies diante do cenário atual de crescimento Espécie Anadenanthera colubrina var. colubrina Aspidosperma polyneuron Astronium graveolens Cariniana estrellensis Cariniana legalis Cedrela fissilis Centrolobium tomentosum Enterolobium contortisiliquum Esenbeckia leiocarpa Gallesia integrifolia Handroanthus heptaphyllus Hymenaea courbaril Myroxylon peruiferum Peltophorum dubium Idade (anos) M B Fator ambiental DMC (cm) Magnésio 35 32,41 38,80 98,30 * Magnésio * Cálcio Argila Magnésio pH Soma de bases Argila Matéria orgânica * * Silte Argila 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 35 90,43 * 23,14 25,28 32,69 40,79 9,57 79,53 22,07 * * 57,86 35,89 94,05 * 55,72 49,24 57,35 103,16 20,49 103,92 80,88 * * 85,12 40,42 94,69 * 81,22 112,99 91,68 188,56 83,43 184,80 98,38 * * 114,49 67,38 * 86,52 * * * * * * * 73,80 109,85 * * * Espécie não apresenta fator ambiental mais influente no crescimento A SF Ciclos de produção esperados para as espécies diante do cenário potencial de manejo A Idade (anos) M B 35 * * * 13,07 pH 35 10,52 17,05 26,78 * MO 35 83,15 89,76 92,00 * Astronium graveolens * 35 * * * 29,17 Cariniana estrellensis Ca 35 12,67 22,55 28,77 * Cariniana legalis Arg 35 16,91 22,28 30,93 * Cedrela fissilis Mg 35 22,52 50,23 100,29 * Centrolobium tomentosum CTC 35 24,84 40,39 54,48 * Enterolobium contortisiliquum SB 35 6,06 8,56 20,02 * Esenbeckia leiocarpa Arg 35 40,00 89,22 176,71 * Gallesia integrifolia Ca 35 12,14 19,84 34,52 * Handroanthus heptaphyllus * 35 * * * 40,18 Hymenaea courbaril * 35 * * * 45,57 Myroxylon peruiferum Areia 35 24,75 45,84 88,83 * Peltophorum dubium Mg 35 17,92 22,65 41,49 * Espécie Fator ambiental DMC (cm) * Anadenanthera colubrina var. cebil Aspidosperma polyneuron Anadenanthera colubrina var. colubrina * Espécie não apresenta fator ambiental mais influente no crescimento SF A maior parte das espécies apresentou forma desfavorável, com bifurcações e muitas ramificações Diferentes ambientes de regeneração! restauração mata nativa Jequitibá-rosa (Cariniana legalis) 24 anos (IRC) 40 anos (CM2) 57 anos (COS) Soluções: 1) Estudar o comportamento silvicultural de espécies nativas em plantios de restauração. 2) Desenvolver modelos de restauração voltados para a produção de madeira. Restauração florestal Aspectos ecológicos Composição Estrutura Funcionamento Serviços ecossistêmicos Provisão Regulação Culturais Suporte Restauração florestal Aspectos ecológicos Composição Estrutura Funcionamento Serviços ecossistêmicos Provisão Regulação Culturais Suporte Educação e geração de conhecimento Recreação e turismo Type of visitor visitors per year Population in general 300 Elderly people 100 Bikers, fishermen, and hikers 2880 Melhoria estética Uso religioso Benefícios psicológicos e valores espirituais X Recomendações • definir com clareza os principais objetivos do projeto (biodiversidade? proteção do solo? Produção de madeira?) e lidar com os trade-offs; •é preciso primeiramente definir quais são os “problemas” reais dos plantios de restauração; • uma vez identificado os problemas reais, é preciso investigar possibilidades de ações corretivas; • ser realista na viabilidade de correção do problema. Obrigado Laboratório de Silvicultura Tropical [email protected] www.esalq.usp.br/lastrop