Efeitos da intensidade de uso da terra sobre a diversidade de florestas em regeneração da Amazônia

Abstract

As florestas secundárias desempenham papel crucial na conservação da biodiversidade e no fornecimento de serviços ecossistêmicos na Amazônia. O uso da terra modifica filtros ecológicos que afetam a diversidade florística durante os estágios iniciais da sucessão. Este estudo investigou como o histórico de uso da terra, especialmente o sistema de corte e queima, influencia a diversidade alfa e beta de árvores em florestas secundárias jovens (5?7 anos), considerando diferentes estratos florestais (regenerantes, sub-bosque e dossel) e dois contextos climáticos contrastantes: região úmida (Tefé-AM) e menos úmida (Tapajós-PA). A hipótese principal foi que o uso intensivo da terra promoveria homogeneização biótica, especialmente na região úmida. Foram amostradas 40 florestas secundárias distribuídas nas duas regiões, ao longo de gradientes de intensidade de uso da terra. Dados sobre diversidade e composição florística, variáveis ambientais e histórico de uso foram obtidos por inventários em campo, entrevistas com agricultores e análise de imagens de satélite (1984?2024). A diversidade alfa foi estimada pelos índices de Hill (q0, q1, q2), e a diversidade beta por métricas baseadas no índice de Sørensen, pela Contribuição Local para a Diversidade Beta (LCBD), e pelos componentes de substituição (turnover) e diferença de riqueza. A diversidade alfa da parcela como um todo foi maior na região úmida e aumentou com o teor de areia no solo e a cobertura florestal no entorno, mas não se relacionou diretamente à intensidade de uso da terra. No entanto, os efeitos variaram entre os estratos. O uso intensivo reduziu a diversidade alfa dos regenerantes, indicando restrições ao recrutamento e possível simplificação da sucessão, enquanto aumentou a diversidade no dossel. Os efeitos sobre a diversidade beta foram mais evidentes. A substituição de espécies foi o principal componente da dissimilaridade. O aumento do número de ciclos agrícolas reduziu a singularidade das comunidades (menor LCBD), indicando homogeneização biótica, especialmente na região úmida. Além disso, esse aumento também elevou a contribuição do componente de substituição, sugerindo que áreas intensamente usadas mantêm composições florísticas distintas das menos perturbadas. Solos mais ácidos e com alto teor de alumínio estiveram associados à menor diversidade beta. Os efeitos do uso da terra foram estrato-dependentes. A troca sistemática de espécies ao longo do gradiente de intensidade de uso, especialmente nos estratos de regenerantes e dossel, indica a substituição de espécies pioneiras típicas de áreas menos perturbadas por espécies tolerantes ou favorecidas pelo manejo com corte e queima. Apesar da maior diversidade local, a região úmida mostrou maior vulnerabilidade à homogeneização biótica. Os resultados revelam que o histórico e a intensidade de uso da terra moldam a composição florística e a diversidade local e regional das florestas secundárias. Esses achados reforçam a importância de estratégias de manejo e restauração ecológica que considerem o contexto ambiental e o histórico de uso para conservar a diversidade de florestas tropicais.

Abstract: Secondary forests play a crucial role in biodiversity conservation and the provision of ecosystem services in the Amazon. Land-use practices modify ecological filters that affect floristic diversity during the early stages of succession. This study investigated how land-use history, particularly slash-and-burn agriculture, influences alpha and beta diversity of trees in young secondary forests (5?7 years old), considering different forest strata (regenerating layer, understory, and canopy) and two contrasting climatic contexts: a humid region (Tefé-AM) and a less humid region (Tapajós-PA). The main hypothesis was that intensive land use would promote biotic homogenization, especially in the humid region. We sampled 40 secondary forests distributed across both regions, along gradients of land-use intensity. Data on species diversity and composition, environmental variables, and land-use history were obtained through field inventories, farmer interviews, and satellite image analysis (1984?2024). Alpha diversity was estimated using Hill numbers (q0, q1, q2), while beta diversity was assessed using Sørensen-based dissimilarity metrics, Local Contribution to Beta Diversity (LCBD), and the components of turnover and richness difference. Overall, alpha diversity at the plot level was higher in the humid region and increased with soil sand content and surrounding forest cover, but showed no direct relationship with land-use intensity. However, effects varied across forest strata. Intensive land use reduced alpha diversity in the regenerating layer, indicating recruitment constraints and potential simplification of successional trajectories, while increasing diversity in the canopy. Effects on beta diversity were more pronounced. Species turnover was the main component of dissimilarity. An increased number of cultivation cycles reduced community uniqueness (lower LCBD), indicating biotic homogenization, particularly in the humid region. Additionally, turnover increased with land-use intensity, suggesting that intensively used areas maintain floristic compositions distinct from less disturbed sites. More acidic soils with higher aluminum content were associated with lower beta diversity. Land-use effects were stratum-dependent. The systematic replacement of species along the land-use gradient?especially in the regenerating layer and canopy?indicates a shift from fast-growing pioneer species typical of less disturbed areas to disturbance-tolerant species favored by slash-and-burn practices. Despite supporting higher local diversity, the humid region was more vulnerable to biotic homogenization. Our results demonstrate that land-use history and intensity shape the floristic composition and both local and regional diversity of secondary forests. These findings highlight the need for ecological restoration and forest management strategies that account for regional environmental contexts and land-use histories to conserve tropical forest diversity.