Florestas tropicais pluviais montanas do sul do Equador: fatores condicionantes da estrutura, composição e dinâmica - Yaguana Puglla, Celso Anibal [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2020)
Florestas tropicais ocorrem em diferentes continentes entre os trópicos, em regiões onde as chuvas são suficientes para sustentar a elevada biomassa da vegetação. Embora essas florestas sejam semelhantes entre si globalmente em alguns atributos e processos ecológicos, fatores atuantes em escala local fazem com que existam grandes diferenças estruturais, taxonômicas e no funcionamento, mesmo entre florestas relativamente próximas. As florestas pluviais montanas do sul do Equador ocorrem em ambientes distintos pelo relevo, clima e solos, cuja influência sobre a estrutura, composição e dinâmica é pouco compreendida. Conhecer essas florestas tropicais e compreender o seu funcionamento é desejável para planejar sua conservação e uso sustentável. Nesta pesquisa, estudamos as florestas pluviais do sul do Equador em seis diferentes sítios para compreender a possível influência dos diferentes fatores ambientais sobre sua composição e estrutura e sobre mudanças nos atributos das comunidades arbóreas ao longo do tempo. As florestas estudadas receberam as seguintes denominações: Numbala, Tapichalaca, San Francisco, Nangaritza Rio, Nangaritza Tepui e Padmi, localizadas na província de Zamora Chinchipe, situadas ao redor de 4° de latitude Sul. No primeiro censo em cada local, foi instalada e inventariada uma parcela permanente com área de um hectare, subdividida em 25 subparcelas de 400 m2. Em cada subparcela, identificamos, medimos o diâmetro e estimamos a altura de todas as árvores a partir de 10 cm de DAP. Após um período de tempo de pelo menos 10 anos, realizamos o segundo inventário. Em busca dos fatores que poderiam influenciar a estrutura, a composição e a dinâmica das comunidades estudadas, coletamos dados de i) solos: profundidade, textura, pH, MO (%), macronutrientes (N, P2O5 e K2O) micronutrientes (Ca, Mg, Fe e Al) e CTC, ii) clima: precipitação, temperatura, evapotranspiração e iii) altitude e declividade. No Capítulo 1, comparamos as seis florestas pela sua composição e estrutura, buscando explicar as diferenças com base nos fatores ambientais analisados. Verificamos que as florestas pluviais do sul do Equador possuem elevada diversidade de espécies arbóreas e apresentam diferenças muito amplas entre si, com pequena proporção de espécies em comum e descritores de estrutura que chegam a ter o dobro do valor entre duas florestas em alguns casos. Essas diferenças são, em parte, influenciadas por fatores ambientais, mas nenhuma variável ambiental, isolada, exerceu efeito significativo sobre a composição ou estrutura das florestas tropicais montanas do sul do Equador. A influência dos fatores ambientais foi um pouco mais forte sobre a estrutura do que sobre a composição das comunidades. Fatores edáficos, especialmente a profundidade do solo, influenciaram a área basal e a altura do dossel, enquanto clima e altitude influenciaram mais a composição florística. Não encontramos a esperada influência da altitude na construção das comunidades na escala geográfica deste estudo. No Capítulo 2, exploramos os processos de dinâmica dessas florestas, caracterizando as mudanças na sua composição de espécies arbóreas, em área basal e densidade, nas taxas de recrutamento, mortalidade e no incremento diamétrico médio anual das árvores. Verificamos que existem diferenças substanciais entre essas florestas no que diz respeito às mudanças temporais que ocorreram em sua estrutura e composição. As mudanças na composição foram sutis, com apenas algumas espécies (geralmente menos de 10% entre as 40 mais abundantes) apresentando mudanças significativas no tamanho de suas populações nos intervalos de tempo considerados. O número de espécies que entraram e saíram nas comunidades foi altamente variável entre locais, mas sempre foram espécies com poucos indivíduos. A riqueza de espécies aumentou sutilmente em apenas uma das áreas, havendo tendência geral de perda de riqueza ao longo do tempo. Não encontramos padrão consistente entre as florestas estudadas quanto às mudanças em densidade e área basal, já que houve aumento em algumas florestas e diminuição em outras. Também não encontramos explicação consistente para as mudanças temporais na estrutura com base nos fatores ambientais, o que indica que eventos estocásticos e fatores bióticos podem ser os direcionadores da dinâmica dessas florestas. Nosso estudo aponta para a inexistência (ou fraqueza) de determinismo ambiental na estrutura, na composição e na dinâmica das florestas tropicais montanas do sul do Equador. As amplas diferenças entre as florestas estudadas e a imprevisibilidade das mudanças que podem ocorrer ao longo do tempo dificultam ações planejadas para a sua conservação. Nossos resultados apontam para a necessidade de buscar representar, em uma rede de áreas protegidas, toda a complexidade de condições ambientais existentes nessa região e para a certeza de que a conversão de novas áreas certamente resultará em perda irreversível de biodiversidade.

Tropical forests occur on different continents between the tropics, in regions where rainfall is sufficient to sustain high plant biomass. Although these forests are similar to each other globally in some ecological attributes and processes, factors acting on a local scale result in major differences in structure, composition and functioning, even among relatively close forests. The rain forests mountain of southern Ecuador occur in different environments due to the relief, climate and soils, whose influence on the structure, composition and dynamics is poorly understood. Knowing these tropical forests and understanding how they function is essential to inform conservation planning and their sustainable use. Here we studied six montane rain forests of southern Ecuador aiming to characterize them and to disentangle the influence of different environmental factors on their structure, composition and dynamics. The studied forests received the following names: Numbala, Tapichalaca, San Francisco, Nangaritza Rio, Nangaritza Tepui and Padmi, located in the province of Zamora Chinchipe, around 4° S. In the first census at each location, a permanent plot was installed and inventoried, with an area of one hectare, subdivided into 25 subplots of 400 m2. In each subplot, we identified, measured the stem diameter and estimated the height of all trees from 10 cm DBH. After a period of time of at least 10 years, we carried out the second inventory. In search for the factors which could influence the structure, composition and dynamics of the studied communities, we collected data from i) soils: depth, texture, pH, MO (%), macronutrients (N, P2O5 and K2O) micronutrients (Ca, Mg , Fe and Al) and CTC, ii) climate: precipitation, temperature, evapotranspiration and iii) altitude and slope. In Chapter 1, we compared the six forests by their composition and structure, exploring as far as the environmental factors could explain the differences among them. We found that the rain forests of southern Ecuador have a high diversity of tree species and broad differences exist between them, with a small proportion of common species and structure descriptors that even double the value between forests in some cases. These differences are partly influenced by environmental factors, but no single environmental factor proved to have a significant effect on the composition or structure of tropical montane forests in southern Ecuador. The influence of environmental factors was slightly stronger on the structure than on the composition of the communities. Edaphic factors, especially soil depth, influenced the basal area and canopy height, while climate and altitude influenced more the floristic composition. We did not find the expected influence of altitude at the geographical scale of this study. In Chapter 2, we explored the dynamics of these forests, characterizing changes in their tree species composition, basal area and density, in recruitment, mortality and turnover rates, and in the average annual diametric increment of trees. We found substantial differences between these forests with respect to how they change over time in their structure and composition. Changes in composition were subtle, with only a few species (generally less than 10% among the 40 more abundant) showing significant changes in the size of their populations in the time intervals considered. The number of species which entered or left these communities during the observation period was highly variable among sites, restricted species with very small populations. Species richness increased subtly in only one of the areas, with a general trend of tree biodiversity loss over time. We did not find a consistent pattern among the studied forests in terms of changes in density and basal area, since there was increase in some forests and decrease in others. We also did not find a consistent explanation for the temporal changes in the structure based on environmental factors, suggesting that stochastic events and biotic factors may be the drivers of the dynamics of these forests. Our study points to the lack (or weakness) of environmental determinism in the structure, composition and dynamics of tropical montane forests in southern Ecuador. The broad differences among the forests studied and the unpredictability of changes which may occur within them over time make it difficult to plan actions for their conservation. Our results point to the need of representing, in a network of protected areas, all the complexity of environmental conditions existing in that region and to the certainty that the conversion of new areas will certainly result in irreversible loss of biodiversity.
Rain forests in the mountains of southern Ecuador: conditioning factors of structure, composition and dynamics
Keywords: Dinâmica de comunidades; Estrutura de comunidades; Fatores estocásticos; Teoria neutra; Flora arbórea; Florestas tropicais montanas; Mudanças temporais; Parcelas permanentes; Community dynamics; Community structure; Environmental factors; Neutral theory; Tree flora; Montane tropical forests; Temporal changes; Permanent plots