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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.41.2021.tde-25052021-091125
Document
Author
Full name
Fernando Ravanini Gardon
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2021
Supervisor
Committee
Santos, Rozely Ferreira dos (President)
Engel, Vera Lex
Martini, Adriana Maria Zanforlin
Martins, Sebastião Venâncio
Title in Portuguese
Serviços ecossistêmicos de carbono, composição e estrutura florestal em uma cronosequência de plantios de restauração
Keywords in Portuguese
1. Restauração florestal
2. Estoque de carbono
3. Conservação florística
4. Diversidade
5. Análise temporal
Abstract in Portuguese
A restauração florestal é uma estratégia amplamente utilizada para reverter o atual cenário de perda de biodiversidade, degradação das funções ecológicas e intensificação das mudanças climáticas. Entretanto, é preciso atestar se as ações de restauração florestal já executadas estão efetivamente cumprindo esses papéis. Neste contexto, objetivamos avaliar tanto o potencial de florestas restauradas em acumular carbono e reestabelecer as funções ecológicas envolvidas neste processo, quanto sua contribuição para a conservação da flora nativa. Primeiramente, nós realizamos uma revisão de literatura para fornecer uma visão em nível nacional das estimativas de carbono acima do solo em florestas restauradas por diferentes métodos (restaurações ativa e passiva), discutindo as tendências e lacunas no conhecimento acumulado e nas pesquisas conduzidas no Brasil até o ano de 2019. Os resultados mostram que restaurações florestais brasileiras apresentam alto potencial em contribuir para os serviços de carbono, sendo que a restauração ativa se mostra mais promissora para este fim, pelo menos em um período de 30 anos. Contudo, somente 23% dos estudos de biomassa e carbono foram conduzidos em restaurações ativa. Ademais, apenas 9% dos estudos avaliaram a relação entre o estoque de carbono e a diversidade florística das restaurações. Devido a este desequilíbrio no conhecimento acumulado, nós buscamos fornecer estimativas robustas da contribuição de restaurações ativa tanto para os serviços ecossistêmicos de carbono, quanto para a conservação da flora nativa. Assim, nós avaliamos estes parâmetros em 16 plantios de restauração com idades entre 5 e 30 anos, de forma a prover uma análise temporal dos resultados. As estimativas mostram que plantios com 30 anos de idade apresentam estoque de carbono similar a remanescentes florestais maduros. Apesar de indivíduos de pequeno porte serem numericamente dominantes independentemente da idade das restaurações, os resultados indicam que plantas de grande porte passam a deter estoque de carbono superior antes do fim da primeira década após o plantio. Entre os grupos sucessionais, espécies secundárias passam a ser mais abundantes que pioneiras somente após 20 anos, porém muito antes disso o estoque de carbono em espécies secundarias já se mostra similar ao das pioneiras. Observamos que a dinâmica que se estabelece nessas comunidades é marcada pela transição de plantas de diferentes classes de tamanho e grupos ecológicos, sendo que os padrões observados promovem a trajetória sucessional e, possivelmente, a perpetuação dos processos envolvidos no acumulo de carbono ao longo do tempo. Mesmo que os resultados relacionados a estrutura, grupos funcionais e estoque de carbono das restaurações sejam bastante positivos, o potencial destas comunidades em contribuir para a conservação de espécies vegetais poderia ser melhor desenvolvido. Assim, apesar dos plantios de restauração contribuírem para a manutenção da diversidade florística em regiões antropizadas, seu papel na conservação de espécies prioritárias é menos destacável. Contudo, visto que constatamos nos plantios a presença de diferentes espécies relevantes para o funcionamento das comunidades e para a oferta de serviços ecossistêmicos de carbono, assumimos que plantios de restauração florestal inseridos em paisagens agrícolas representam uma grande oportunidade de promover resultados sinérgicos. Por outro lado, este potencial não se mostra totalmente aproveitado, pois espécies prioritárias para conservação, principalmente aquelas ameaçadas e endêmicas, não são frequentes ou abundantes nestas florestas. Por fim, nós fornecemos diretrizes que podem amenizar as limitações identificadas e maximizar o caráter multifuncional das restaurações, garantindo que os objetivos previstos no planejamento destas ações sejam efetivamente alcançados
Title in English
Carbon ecosystem services, forest composition and structure in a chronosequence of restoration plantings
Keywords in English
1. Forest restoration
2. Carbon stock
3. Plant conservation
4. Diversity
5. Temporal analysis
Abstract in English
Forest restoration is a strategy widely used to reverse the current scenario of biodiversity loss, ecological functions degradation, and climate change intensification. However, it is necessary to certify whether the implemented forest restorations are effectively fulfilling these roles. In this context, we aimed to evaluate the potential of active forest restorations in accumulating carbon and reestablishing the ecological functions involved in this process, in addition to their contribution to the conservation of native plant species. First, we conducted a literature review to provide a national-level view of the aboveground carbon estimates in forests restored by different methods (active and passive restorations). We discussed trends and gaps in accumulated knowledge and the researches conducted in Brazil until the year 2019. The results show that Brazilian forest restorations present a high potential to contribute to carbon services regardless of the restoration method, but active restoration shows more promising results, at least over a period of 30 years. However, only 23% of the biomass and carbon studies in Brazil were conducted in active restorations. In addition, the relationship between the carbon stock of the restorations and their respective plant diversity was present in only 9% of the studies. Due to this bias in the accumulated knowledge, we aimed to provide robust estimates of the contribution of active restorations for carbon ecosystem services and the conservation of native flora. Thus, we evaluated these parameters in 16 restoration plantings aging from 5 to 30 years-old, to provide a temporal analysis of the results. Our estimates show that 30y-restorations can present carbon stocks similar to mature forest remnants. Although small individuals are numerically dominant regardless of the restorations' age, the results indicate that large plants hold the higher carbon stock before the end of the first decade after planting. Among the ecological groups, secondary species become more abundant than pioneers after 20 years, but carbon stock in secondary species is already similar to the pioneer ones earlier on the chronosequence. We observed that the dynamics established in these communities is marked by the transition among plants from different size classes and ecological groups. We can infer that the observed patterns promote the successional trajectory and, possibly, the perpetuation of the processes involved in the carbon accumulation over time. Although the outcomes related to structure, functional groups, and carbon stocks of the restorations are quite positive, their role in plant conservation could be better developed. Thus, although restoration plantations contribute to the maintenance of floristic diversity in anthropized regions, their role in conserving priority plant species is less remarkable. However, with the presence of different species relevant to the ecosystem functioning and the provision of carbon ecosystem services within the restorations, we assume that active restorations embedded in agricultural landscapes provide a huge opportunity to promote synergistic outcomes. On the other hand, this potential is not fully employed, as priority species for conservation, especially those threatened with extinction and endemic, are not frequent or abundant in these forests. Finally, we provide guidelines that could overcome the identified limitations and maximize the multifunctional character of the active restorations, ensuring that the objectives foreseen in the planning of these actions are effectively achieved
 
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Fernando_Gardon.pdf (5.21 Mbytes)
Publishing Date
2021-07-23
 
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