BIODIVERSITY (455)
How forests are reborn
In dry areas, hardwood trees are the first to regenerate naturally, unlike in wetlands
By Rafael Garcia
an international collaboration that brings together 85 researchers from 16 countries is trying to better understand the mechanisms of regeneration of tropical forests in Latin America that have been deforested. The group, named 2ndFOR, reports in its most recent study that the dynamics of progressive changes, over time, in the composition of tree species, a process called forest succession, occurs differently due to the predominant humidity level in the areas deforested.
In an article published on April 22 in the journal Nature Ecology & Evolution, scientists show that, in the wettest rainforests, the first species to resurface in deforested areas are lighter, soft wood, which grows faster and lower commercial value. Secondly, they recover the denser and harder wood, which take longer to develop and reach higher prices. This behavior was expected because it is in line with the traditional view on the natural process of forest regeneration in degraded areas. But in the drier forests, the opposite occurs: at first, dense and then lighter wood trees reappear.
"We were surprised to see completely different succession patterns for forests in rainy and dry areas," says Lourens Poorter, an ecologist at the University of Wageningen in the Netherlands, the study's lead author. The researchers also looked at forests in an intermediate climate, midway between wet and dry. In this case, they observed that the initial regeneration also includes trees of dense wood as mole. In the long run, after a few decades of regeneration, both dry and wetland forests tend to have tree species of both types.
Carbon sequestration
The conclusions of the work of the 2ndFOR network are based on a data body robust enough to allow comparisons between forests as different as the São Paulo Atlantic Forest in a relatively humid climate and the Mexican Petén in an arid zone. The group used data from more than 1,400 forest fragments analyzed on 50 of its 58 research sites. Sampling sites were chosen because they have naturally regenerated secondary forests with distinct growth ages. They were observed from areas of Pará, deforested 10 years ago, to fragments of forest in Panama, which are growing after they were destroyed and abandoned 100 years ago.
The importance of reserving forest areas for regeneration has grown in the last decades, mainly because of the climatic issue. As the planet takes longer and longer to reduce its rate of carbon dioxide (CO2) emissions, secondary forests become more important in global warming mitigation policy. Growing trees absorb more carbon.
Improving understanding of the process of regeneration of deforested areas provides new subsidies for policymakers. New information can help decide which areas should be prioritized and which forest recomposition strategies are most effective. "Based on this knowledge, if we are to plant in an area of ??degraded soil, we can choose some tree species with denser wood, anticipating the lack of water that plants will face in the place," says agronomist Pedro Brancalion, of the Luís de Queiroz School of Agriculture of the University of São Paulo (Esalq-USP), Piracicaba, co-author of the 2ndFOR study.
The degree of moisture in the rainforest can ultimately drastically alter the way a deforested area begins its regeneration process. Some plant species need the protection provided by the forest canopy to not dry out when exposed in excess to sunlight. Therefore, in dense forests, dense hardwood trees, but more tolerant of water scarcity, are the most important in the early recovery phase. Once they are established, the less hard wood species, which perish more easily because of water stress, come in tow.
In rainy forests, as there are no periods of severe droughts, the less dense woods leave the front in the first stage of recolonization, as they are more effective in absorbing nutrients and growing. This explains, for example, why capoeira (forest that grows after a forest has been cut down) in rainier climates, such as in the Amazon, is full of embaúbas, lightweight hollow-wood plants, while forests deforested in drier climates regenerate themselves from species of dense and hard wood, such as the wood stick.
"Lifestyle"
The dynamics of forest recomposition depends on differences in metabolism that influence the "lifestyle" of trees. Species with conservative strategies are favored in environments with lower availability of natural resources, such as in poor soils, in low light and water environments. Thus, they gain precedence in the forests of relatively drier climate. Those that present acquisitive strategies are favored in environments with more resources, such as more fertile terrain and rainy and sunny places. They are the first to reappear in the damp forests.
Climate change is perhaps the main factor that motivates the adoption of public policies for the regeneration of deforested forest areas. A group of 30 countries have already incorporated into their mitigation plans the restoration of 91 million hectares of forests by 2020, an area the size of Venezuela. By 2030, according to an overall target under the Paris agreement to reduce CO2 emissions, 350 million hectares of degraded forests would have to be recovered. How this will be done, no one still knows.
According to studies of the 2ndFOR network, strategies of forest restoration with direct intervention, which involve the planting of seedlings, do not always compensate. Soil degradation, competition with invasive plants and possible fires can compromise the results of this approach. "If possible, forest restoration must rely on natural regeneration, the so-called passive restoration. It is cheaper and leads to a more diversified and resilient vegetation, "says ecologist Ima Vieira, from the Museu Paraense Emilio Goeldi, an institution affiliated with the 2ndFOR. "Only in degraded areas where natural regeneration is difficult, planting trees is a good alternative."
Carbon sequestration should not be the only motivation for restoring forests, the researchers say. Forests are associated with improved soil and water quality for consumption. The biodiversity they sustain holds an as yet unexplored potential for prospecting for new substances and biomaterials, not to mention the importance that forests have for maintaining the livelihoods of local communities. Even when only biodiversity is taken into account, analysis by the 2ndFOR network indicates that there are different ways of measuring the success of restoring a forest.
A paper by the group published in March 2019 in the journal Science Advances indicates that, on average, tropical secondary forests need 20 years to recover 80% of the richness of species found in a mature preserved forest. To present the same species configuration of a conserved forest, the time scale is larger. "Although regenerating forests quickly recover most of the species, it may take centuries for them to have the same species as the original forest," says Brancalion. "In fact, we do not know if this will ever be possible, because we do not always have any idea of ??the real diversity that existed in many deforested areas."
Source: FAPESP Research Bulletin, issue June / 2019, nº 280
*FAPESP : Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo
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BIODIVERSIDADE (455)
Como as florestas renascem
Em áreas secas, as árvores de madeira dura são as primeiras a se regenerar naturalmente, ao contrário do que ocorre em zonas úmidas
Por Rafael Garcia
ma colaboração internacional que reúne 85 pesquisadores de 16 países está tentando entender melhor os mecanismos de regeneração de florestas tropicais da América Latina que foram desmatadas. O grupo, batizado de 2ndFOR, relata em seu mais recente estudo que a dinâmica de mudanças progressivas, ao longo do tempo, na composição das espécies de árvores, processo denominado sucessão florestal, ocorre de maneira diferente em função do nível de umidade predominante nas áreas desflorestadas.
Em um artigo publicado em 22 de abril na revista científica Nature Ecology & Evolution, os cientistas mostram que, nas florestas tropicais mais úmidas, as primeiras espécies a ressurgir em áreas desmatadas são as de madeira mais leve e mole, que crescem mais rapidamente e apresentam menor valor comercial. Num segundo momento, recuperam-se as de madeira mais densa e dura, que demoram mais para se desenvolver e alcançam preços mais elevados. Esse comportamento era esperado, pois está de acordo com a visão tradicional sobre o processo natural de regeneração florestal em áreas degradadas. Mas, nas florestas mais secas, ocorre o contrário: inicialmente, reaparecem as árvores de madeira densa e, em seguida, as mais leves.
“Ficamos surpresos ao ver padrões de sucessão totalmente opostos para florestas em zonas chuvosas e secas”, afirma Lourens Poorter, ecólogo da Universidade de Wageningen, na Holanda, primeiro autor do estudo. Os pesquisadores também analisaram florestas situadas em um clima intermediário, a meio caminho entre o úmido e o seco. Nesse caso, observaram que a regeneração inicial inclui igualmente árvores de madeira mais densa como mole. No longo prazo, após algumas décadas de regeneração, tanto as florestas de áreas secas como as úmidas tendem a apresentar espécies arbóreas dos dois tipos.
Sequestro de carbono
As conclusões do trabalho da rede 2ndFOR se baseiam em um corpo de dados robusto o suficiente para permitir comparações entre florestas tão diferentes quanto a Mata Atlântica paulista, em um clima relativamente úmido, e o Petén mexicano, em uma zona árida. O grupo usou dados de mais de 1.400 fragmentos de floresta analisados em 50 dos seus 58 sítios de pesquisa. Os locais de amostragem foram escolhidos por terem florestas secundárias, regeneradas de forma natural, com idades distintas de crescimento. Foram observadas desde áreas do Pará, desmatadas há 10 anos, até fragmentos de floresta no Panamá, que estão crescendo depois de terem sido destruídos e abandonados há 100 anos.
A importância de reservar áreas de floresta para regeneração tem crescido nas últimas décadas, sobretudo por causa da questão climática. À medida que o planeta demora mais e mais para reduzir seu ritmo de emissões de dióxido de carbono (CO2), as florestas secundárias se tornam mais importantes na política de mitigação do aquecimento global. Árvores em crescimento absorvem mais carbono.
Melhorar o entendimento sobre o processo de regeneração de áreas desmatadas fornece novos subsídios para os formuladores de políticas. As novas informações podem ajudar a decidir quais áreas devem ser priorizadas e quais estratégias de recomposição florestal são mais eficazes. “Com base nesse conhecimento, se formos fazer um plantio em uma área de solo degradado, podemos escolher algumas espécies arbóreas com madeira mais densa, antevendo a falta de água que as plantas vão enfrentar no local”, afirma o engenheiro-agrônomo Pedro Brancalion, da Escola Superior de Agricultura Luís de Queiroz da Universidade de São Paulo (Esalq-USP), de Piracicaba, coautor do estudo do 2ndFOR.
O grau de umidade das florestas tropicais, em última instância, pode alterar drasticamente a forma com a qual uma área desmatada inicia seu processo de regeneração. Algumas espécies de plantas precisam da proteção fornecida pelo dossel da floresta para não ressecarem quando expostas em excesso à luz solar. Por isso, nas florestas secas, as árvores de madeira densa – de crescimento lento, mas mais tolerantes à escassez de água – são as mais importantes na fase inicial de recuperação. Depois que elas se estabelecem, as espécies de madeira menos dura, que perecem mais facilmente em razão do estresse hídrico, vêm a reboque.
Nas florestas chuvosas, como não há períodos de grandes secas, as madeiras menos densas largam na dianteira na primeira etapa de recolonização, pois são mais eficazes em absorver nutrientes e crescer. Isso explica, por exemplo, por que a capoeira (mata que cresce depois de uma floresta ter sido cortada) em climas mais chuvosos, como na Amazônia, é repleta de embaúbas, plantas leves de madeira oca, enquanto as florestas desmatadas em clima mais seco se regeneram a partir de espécies de madeira densa e dura, como o pau-ferro.
“Estilo de Vida”
A dinâmica da recomposição florestal depende de diferenças no metabolismo que influenciam o “estilo de vida” das árvores. As espécies com estratégias denominadas conservadoras são favorecidas em ambientes com menor disponibilidade de recursos naturais, como em solos pobres, em lugares com pouca luz e água. Assim, ganham precedência nas florestas de clima relativamente mais seco. As que apresentam estratégias aquisitivas são favorecidas em ambientes com mais recursos, como terrenos mais férteis e locais chuvosos e ensolarados. Elas são as primeiras a reaparecerem nas florestas úmidas.
As mudanças climáticas são talvez o principal fator que motiva a adoção de políticas públicas em prol da regeneração de áreas de florestas desmatadas. Um grupo de 30 países já incorporou a seus planos de mitigação a recomposição de 91 milhões de hectares de florestas até 2020, área do tamanho da Venezuela. Até 2030, segundo uma meta global assumida no âmbito do Acordo de Paris para reduzir as emissões de CO2, 350 milhões de hectares de florestas degradadas teriam de ser recuperadas. Como isso será feito, ninguém ainda sabe.
Segundo estudos da rede 2ndFOR, estratégias de restauração florestal com intervenção direta, que envolvem o plantio de mudas, nem sempre compensam. A degradação de solo, a competição com plantas invasoras e eventuais incêndios podem comprometer os resultados dessa abordagem. “Se possível, a restauração florestal deve contar com a regeneração natural, a chamada restauração passiva. Ela é mais barata e leva a uma vegetação mais diversificada e resiliente”, diz a ecóloga Ima Vieira, do Museu Paraense Emílio Goeldi, instituição afiliada ao 2ndFOR. “Apenas em áreas degradadas onde a regeneração natural é difícil, o plantio de árvores é uma boa alternativa.”
A absorção de carbono não deve ser a única motivação para restaurar florestas, afirmam os pesquisadores. Florestas estão associadas à melhoria do solo e à qualidade da água para consumo. A biodiversidade que elas sustentam abriga um potencial ainda pouco explorado de prospecção de novas substâncias e biomateriais, sem falar na importância que as matas têm para a manutenção dos modos de vida de comunidades locais. Mesmo quando se leva em conta apenas a biodiversidade, análises feitas pela rede 2ndFOR indicam que há maneiras diferentes de medir o sucesso de restauração de uma floresta.
Um trabalho do grupo publicado em março de 2019 na revista Science Advances indica que, em média, as florestas secundárias tropicais precisam de 20 anos para recuperar 80% da riqueza de espécies encontradas em uma floresta madura preservada. Para apresentar a mesma configuração de espécies de uma mata conservada, a escala de tempo é maior. “Apesar de as florestas regenerantes recuperarem rapidamente boa parte das espécies, pode levar séculos até que venham a ter as mesmas espécies da mata original”, comenta Brancalion. “Na verdade, não sabemos se isso um dia será possível, porque nem sempre temos ideia da real diversidade que existia em muitas áreas desmatadas.”
Fonte: Boletim Pesquisa FAPESP, edição Junho/2019, nº 280
*FAPESP : Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo
(Até a próxima Quinta-Feira, 27 de Junho, 2019)
Embaúba tree in the Brazilian Amazon, a species that is one of the first to regenerate in humid areas (Fabio Colombini) // Árvore de embaúba na Amazônia brasileira, espécie que é uma das primeiras a se regenerar em áreas úmidas (Fabio Colombini)
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