Atributos funcionais predizem sobrevivência e regeneração arbórea em diferentes modelos de restauração na floresta estacional semidecidual

Abstract

A restauração de florestas tropicais e dos seus serviços ecossistêmicos produtivos e ecológicos é, hoje, limitada pelo alto custo, devido, em parte, à sobrevivência altamente variável das árvores plantadas. É urgente entender quais estresses climáticos, edáficos e bióticos (filtros ambientais) causam essa mortalidade e quais as limitações ecofisiológicas das espécies. A grande biodiversidade das florestas tropicais possibilita a avaliação experimental de uma pequena fração das espécies relevantes. Dessa forma, é preciso entender quais características ecofisiológicas representativas das espécies e de fácil mensuração (atributos funcionais) podem predizer a sobrevivência e regeneração de espécies não plantadas, com características funcionais similares. Para avaliar a resposta de árvores aos filtros ambientais, testamos o quanto os atributos funcionais predizem sua sobrevivência e se esta depende da composição funcional de consórcios de espécies plantadas. Compilamos dados de sobrevivência 11 anos após o plantio, em quatro consórcios funcionalmente contrastantes (Semeadura Direta de cinco pioneiras; Sistema Agroflorestal de 23 espécies e consórcios de 25 e 42 espécies para produção de Madeira+Lenha e Conservação, respectivamente). Cada consórcio (parcelas de 50x50m) é repetido em três blocos completos casualizados em uma de duas microregiões contrastantes no município de Botucatu/SP. Dados empíricos de 18 atributos funcionais representativos das mesmas espécies plantadas foram compilados do banco de dados TRY e da literatura. Os resíduos da resposta (sobrevivência) apresentaram pronunciada não-Normalidade. Isso requereu o uso de teste Monte Carlo que, por permutações, analisa a probabilidade de resultados serem obtidos ao acaso, sem depender de pressupostos distribucionais. Os atributos que predisseram sobrevivência das árvores plantadas foram concentração de nitrogênio foliar, densidade básica do tronco, capacidade de fixação de nitrogênio, fenologia vegetativa, folhas compostas, densidade do caule, massa da semente, área foliar específica e fósforo foliar. Esperamos que esses resultados contribuam para o aprimoramento de diretrizes genéricas para a escolha de espécies arbóreas com provável sobrevivência em plantios, baseadas nas características funcionais específicas conhecidas para centenas de espécies promissoras para a restauração e produção em florestas tropicais estacionais.<br>

Abstract : Currently, the restoration of tropical forests and of their provisioning and regulating ecosystem services are limited by high costs, partly due to highly variable survival of the planted trees. We urgently need to understand which climatic, edaphic or biotic stresses (environmental filters) cause such tree mortality and natural regeneration. However, the great forest biodiversity permits an experimental evaluation of only a small fraction of relevant species. Therefore it is necessary to understand which easily measurable ecophysiological characteristics representative of the species (functional traits) have potential to predict the survival and regeneration of other species with similar functional traits that cannot be experimentally planted. Aiming to evaluate the response of the trees to environmental filters, we tested how well functional traits predict tree survival and if this depends on the functional composition of species mixtures. We compiled data of tree survival between 2 and 11 years after planting in four functionally contrasting forest restoration treatments (Direct Seeding of five pioneers; Agroforest of 23 species; and mixtures of 25 and 42 species for Timber+Fuel production and Conservation, respectively). Each treatment (50x50m plots) was replicated in three randomized complete blocks in each of two edaphoclimatic regions in Botucatu municipality, state of São Paulo, Brazil. Independently, empirical data of 18 functional traits representative of the same planted species were compiled from the collaborative TRY Global Plant Functional Trait Database and from the scientific and technical literature. The residuals of the response (survival) showed strong non-Normality, which required the use of Monte Carlo tests that analyze the probability of obtaining the results at random, based on permutations, without depending on distributional assumptions. The following functional traits predict the survival of planted trees: stem density, nitrogen fixation capacity, vegetative phenology, leaf compoundness, seed mass, specific leaf area and leaf nitrogen and phosphorus concentration. We hope these results will contribute to the improvement of generic selection criteria of tree species with high survival probability, based on specific functional traits known for hundreds of promising species for the restoration and production in seasonal tropical forests.