The co-evolution of life and biogeochemical cycles in our planet / A coevolução da vida e os ciclos biogeoquímicos em nosso planeta

Abstract The Earth has undergone numerous geological and biological changes over billions of years. The evolution of plants and animals had a direct relationship with the elements' changes in the atmosphere and the development of the biogeochemical cycles on Earth. The Anthropocene is the age of the Homo sapiens leaves its geological signature on the planet. Human domination and/or interference in the biogeochemical cycles results in an environmental change that affects not only ecosystems, in general, but also the biota and global biodiversity. In this way, we are creating another mass extinction event, the "sixth extinction wave" as well as transforming the ecosystems' functions and services.

Resumo A Terra passou por inúmeras mudanças geológicas e biológicas ao longo de bilhões de anos. A evolução de plantas e animais teve uma relação direta com as mudanças dos elementos na atmosfera e o desenvolvimento dos ciclos biogeoquímicos na Terra. O Antropoceno é a idade em que a espécie Homo sapiens deixa sua assinatura geológica no planeta. A dominação e/ou interferência humana nos ciclos biogeoquímicos resulta em mudanças ambientais que afetam não apenas os ecossistemas, em geral, mas também a biota e a biodiversidade global. Dessa forma, estamos criando um novo evento de extinção em massa, a "sexta onda de extinção" ("the sixth extinction wave"), além de transformar as funções e os serviços ambientais dos ecossistemas.

Past and present land use influences on tropical riparian zones: an isotopic assessment with implications for riparian forest width determination / Influências pretéritas e presentes do uso da terra sobre zonas ripárias tropicais: uma avaliação isotópica com implicações para a determinação da largura de florestas ripárias

Abstract In this article, by using carbon stable isotopes, we assessed the past and present land use influences that riparian areas are subject within agricultural landscapes. Emphasis is given to the understanding of the effects of the 2012 Brazilian Forest Act on such areas. We selected five riparian areas within a highly C4 dominated agricultural landscape. Three of them had 30 meters native riparian forest buffer (NRFB) and two of them had 8 meter and no NRFB. We used three 100 meter-transects located 5, 15 and 30 meters relative to stream channel to obtain soil samples (0 - 10 cm). All riparian areas presented soil carbon isotopic signatures that are not C3 (native forests) irrespective of having or not 30 meters NRFB. Two cases presenting less than 30 meters NRFB had higher C4 derived carbon contribution. All of the other three areas that followed the 30 meters NRFB presented, to some degree, C4 derived carbon, which was attributed to C4 organic matter deposition originated from cultivated areas and, in one case, to the persistence of former exotic grasses. With the 2012 Forest Act allowing narrower buffers (< 30 meters), we expect C4 contributions to soil organic matter to remain high in riparian areas and streams within agricultural landscapes dominated by C4 plants where 30 meter NRFB is no longer required. Such contributions will likely continue to have detrimental effects on stream water quality and biota.

Resumo Neste artigo, ao utilizar isótopos estáveis de carbono, nós avaliamos as influências presentes e pretéritas do uso da terra a que as áreas ripárias estão sujeitas quando situadas dentro de paisagens agrícolas. Ênfase é dada ao entendimento dos efeitos do Código Florestal de 2012 em tais áreas. Nós selecionamos cinco áreas ripárias em uma paisagem agrícola altamente dominada por plantas C4. Três delas apresentam faixa ripária de floresta nativa (FRFN) de 30 metros de largura e as outras duas apresentam FRFN de 8 e 0 m (i.e. sem FRFN). Nós utilizamos três transectos de 100 metros localizados a 5, 15 e 30 metros de distância do canal fluvial para obter amostras de solo (0 - 10 cm). Todas as áreas ripárias apresentaram assinaturas isotópicas do carbono do solo que não são C3 (floresta nativa) independentemente de apresentarem ou não FRFN de 30 metros. Os dois casos em que FRFN era menor que 30 m apresentaram maior contribuição de carbono oriundo de plantas C4. Todas as outras três áreas com FRFN de 30 m também apresentaram, em algum grau, carbono oriundo de plantas C4. Todas as outras três áreas com FRFN de 30 m também apresentaram, em algum grau, carbono oriundo de plantas C4 que foi atribuído è deposição de matéria orgânica de plantas C4 originada das áreas cultivadas e, em um caso, è persistência de gramíneas exóticas pré-existentes. Com o Código Florestal de 2012 permitindo FRFN mais estreitas (< 30 metros), nós esperamos que a contribuição de plantas C4 para a matéria orgânica permaneça alta em áreas ripárias e rios dentro de paisagens agrícolas dominadas por plantas C4 onde a FRFN de 30 m não é mais uma obrigação. Tais contribuições irão, provavelmente, continuar a ter efeitos prejudiciais è qualidade de água dos rios e à sua biota.

Land use change in the Atlantic Forest affects carbon and nitrogen sources of streams as revealed by the isotopic composition of terrestrial invertebrates / Mudanças no uso do solo na Mata Atlântica afetam fontes de carbono e nitrogênio em riachos como é revelado através da composição isotópica dos invertebrados terrestres

Terrestrial invertebrates link terrestrial systems to aquatic ones, making vegetal material produced in the watershed available to aquatic food webs. In this study, using carbon and nitrogen stable isotopes, we evaluated the importance of introduced C4 grasses as a source of carbon in aquatic food webs of headwater streams of the coastal Atlantic Forest located on the north coast of the State of São Paulo, in the southeastern region of Brazil. Terrestrial invertebrates were collected in two streams: one where the main land cover was pristine montane Atlantic Forest (forest stream) and another where the main land cover was introduced C4 forage grasses for livestock (pasture stream). The average δ13C of terrestrial invertebrates collected in the forest stream (−26.3±2.1‰) was significantly (p<0.01) smaller than the average δ13C of terrestrial invertebrates collected in the pasture stream (−15.7±4.7‰), denoting a larger contribution of C4 grasses to terrestrial invertebrates of the pasture stream. The average δ15N of terrestrial invertebrates of the forest stream (4.1±2.4‰) was significantly (p<0.01) lower than the average δ15N of terrestrial invertebrates of the pasture stream (9.5±2.7‰). The relative contribution of C3 and C4 plants to terrestrial invertebrates was estimated using SIAR. In the forest stream, the C3 contribution was on average 0.75 (0.72 minimum to 0.79 maximum), and the C4 contribution was on average 0.25 (0.21 minimum to 0.28 maximum). In the pasture stream, the C3 contribution decreased to 0.20 (0.14 minimum to 0.26 maximum), and the C4 contribution increased to 0.80 (0.74 minimum to 0.86 maximum). These results have several implications for the ecosystem functioning as well as for recent changes in environmental policies of Brazil. The lower nutritional value of C4 grasses may not only decrease invertebrate performance, but also alter the stoichiometry of several components of the aquatic food webs with potential consequence for the whole ecosystem functioning. On the public policy side, recent changes in the Brazilian Forest Act, a series of laws that regulate land cover at the property level, reduced the width of the forested riparian area with potentially dangerous consequences for aquatic ecosystems.

Os invertebrados terrestres constituem uma importante ligação entre os sistemas aquáticos e terrestres, disponibilizando o material vegetal produzido no entorno de riachos para as cadeias aquáticas. Nesse estudo, usando isótopos estáveis de carbono e nitrogênio, investigamos a introdução de plantas C4 como fonte de energia em cadeias alimentares aquáticas em riachos de cabeceira da Mata Atlântica, na costa norte do Estado de São Paulo, região sudeste do Brasil. Os invertebrados foram amostrados em dois riachos: um com cobertura de solo predominante de Floresta Atlântica Montana (riacho da floresta) e outro em que foram introduzidas gramíneas forrageiras para criação de gado (riacho da pastagem). A média dos valores de δ13C para os invertebrados terrestres coletados no riacho de floresta (−26,3±2,1‰) foi significativamente (p<0,01) menor que a média dos invertebrados coletados na pastagem (−15,7±4,7‰), indicando uma maior contribuição de C4 para os invertebrados terrestres do riacho de pastagem. A média do δ15N para os invertebrados do riacho da floresta (4,1±2,4‰) foi significativamente (p<0,01) menor do que a média dos invertebrados na pastagem (9,5±2,7‰). A contribuição relativa de plantas C3 e C4 para os invertebrados terrestres foi estimada usando SIAR. No riacho de floresta, a contribuição de C3 foi em média 0,75 (mínimo de 0,72 e máximo de 0,79) e a contribuição de C4 foi em média 0,25 (mínimo de 0,21 e máximo de 0,28). No riacho de pastagem, a contribuição C3 diminuiu para 0,20 (mínimo de 0,14 e máximo de 0,26) e a contribuição C4 aumentou para 0,80 (mínimo de 0,74 e máximo de 0,86). Esses resultados têm várias implicações para o funcionamento dos ecossistemas, bem como para as mudanças recentes nas políticas ambientais do Brasil. O baixo valor nutricional de gramíneas C4 pode não só reduzir o desempenho de invertebrados, mas também alterar a estequiometria de vários componentes das cadeias alimentares aquáticas com potencial consequência para todo o funcionamento do ecossistema. Do lado da política pública, as recentes mudanças no Código Florestal brasileiro, uma série de leis que regulam a cobertura da terra no nível da propriedade, reduziu a largura da área de floresta ripária com consequências potencialmente perigosas para os ecossistemas aquáticos.

Use of carbon and nitrogen stable isotopes to study the feeding ecology of small coastal cetacean populations in southern Brazil

Samples from individuals of the populations of Sotalia guianensis (Guiana) and Pontoporia blainvillei (Franciscana) dolphins living in the Babitonga Bay estuary (26° 28′ S/48° 50′ W), and samples from individuals of a second population of P. blainvillei from a nearshore area (26° 38′ S/48° 41′ W), were collected and analyzed along with their prey between 2000 and 2006, to determine the carbon and nitrogen stable isotope ratios and to verify differences in their feeding ecology. No differences were found in the median ð15N values of Guiana (15.2‰) and Franciscana (15.9‰) dolphins living in Babitonga Bay, nor of nearshore Franciscana (15.0‰) individuals, suggesting no variation in the trophic level of these populations. However, the lack of more information on the isotopic compositions of their putative prey in the nearshore areas prevents the ability to draw definitive conclusions on this issue. The estuarine Franciscana and Guiana dolphin populations presented mean ð13C values of approximately −15.7‰, which were not statistically different from nearshore Franciscana individuals (−14.8‰). Based on stomach content analyses of these species from a previous study, it was reported that there was little overlap in the diet of estuarine Franciscanas and Guiana dolphins. However, based on the similarity of the ð13C values between these two species and of their putative prey, it appears that in fact there is an overlap in the diet of these two species. Based solely on stable isotope analysis, it was not possible to differentiate between estuarine and nearshore Franciscana populations, making it difficult to conclude whether captured nearshore specimens were indeed yearlong residents of these areas. Finally, this study suggests that Franciscana and Guiana dolphin populations are sharing the same resources, mostly L. brevis, D. rhombeus, and S. rastrifer. Therefore, the combination of resource sharing and commercial exploitation of their prey makes these two cetacean species vulnerable.

Amostras de tecido de indivíduos pertencentes às populações de Sotalia guianensis (boto-cinza) e Pontoporia blainvillei (toninha) que vivem no estuário da Baía da Babitonga (26° 28′ S/48° 50′ W) e de uma segunda população de P. blainvillei da área costeira (26° 38′ S/48° 41′ W) foram coletadas entre os anos 2000 e 2006 para determinar as composições de isótopos estáveis de carbono e nitrogênio, assim como de suas presas para analisar diferenças na ecologia alimentar. Não foram detectadas diferenças nos valores médios de ð15N entre os botos-cinza (15.2‰) e as toninhas (15.9‰) que vivem na Baía da Babitonga, e entre indivíduos de toninhas da área costeira (15.0‰), sugerindo que não existe variação no nível trófico destas populações. Contudo, a ausência de informações mais completas sobre a composição isotópica das presas na área costeira limita a proposição de conclusões mais definitivas sobre esta temática. As populações estuarinas de toninhas e botos-cinza apresentaram valores médios de ð13C de aproximadamente −15.7‰, que não apresentaram diferença estatística com relação às toninhas da área costeira (−14.8‰). Baseado na análise de conteúdos estomacais destas espécies num estudo anterior sugere-se que não há sobreposição na dieta das toninhas e botos-cinza do estuário. Contudo, baseado na similaridade dos valores de ð13C entre estas espécies e nos distintos valores de ð13C de suas presas, há indícios de que de fato existe uma sobreposição na dieta destas duas populações. Com base apenas na análise de isótopos estáveis não foi possível diferenciar a população estuarina e costeira de toninhas, tornando-se difícil concluir se os indivíduos capturados acidentalmente na área costeira eram residentes de longo prazo. Finalmente, este estudo sugere que toninhas e botos-cinza estão compartilhando os mesmos recursos, principalmente L. brevis, D. rhombeus e S. rastrifer. Portanto, a exploração comercial dessas espécies pode ameaçar a sobrevivência do boto-cinza e das toninhas na Baía da Babitonga.

Florística e fitossociologia em parcelas permanentes da Mata Atlântica do sudeste do Brasil ao longo de um gradiente altitudinal / Floristic and phytosociology in permanent plots of the Atlantic Rainforest along an altitudinal gradient in southeastern Brazil

Este trabalho resume os dados de florística e fitossociologia de 11, das 14 parcelas de 1 ha, alocadas ao longo do gradiente altitudinal da Serra do Mar, São Paulo, Brasil. As parcelas começam na cota 10 m (Floresta de Restinga da Praia da Fazenda, município de Ubatuba) e estão distribuídas até a cota 1100 m (Floresta Ombrófila Densa Montana da Trilha do rio Itamambuca, município de São Luis do Paraitinga) abrangendo os Núcleos Picinguaba e Santa Virgínia do Parque Estadual da Serra do Mar. Na Restinga o solo é Neossolo Quartzarênico francamente arenoso, enquanto que na encosta o solo é um Cambisolo Háplico Distrófico argilo-arenoso, sendo que todas as parcelas apresentaram solo ácido (pH 3 - 4) com alta diluição de nutrientes e alta saturação de alumínio. Na Restinga e no sopé da encosta o clima é Tropical/Subtropical Úmido (Af/Cfa), sem estação seca, com precipitação média anual superior a 2.200 mm e temperatura média anual de 22 ºC. Subindo a encosta mantêm-se a média de precipitação, mas há um gradativo resfriamento, de forma que a 1.100 m o clima é Subtropical Úmido (Cfa/Cfb), sem estação seca, com temperatura média anual de 17 ºC. Destaca-se ainda que, quase diariamente, a parte superior da encosta, geralmente acima de 400 m, é coberta por uma densa neblina. Nas 14 parcelas foram marcados, medidos e amostrados 21.733 indivíduos com DAP > 4,8 cm, incluindo árvores, palmeiras e fetos arborescentes. O número médio de indivíduos amostrados nas 14 parcelas foi de 1.264 ind.ha-1 (± 218 EP de 95%). Dentro dos parâmetros considerados predominaram as árvores (71% FOD Montana a 90% na Restinga), seguidas de palmeiras (10% na Restinga a 25% na FOD Montana) e fetos arborescentes (0% na Restinga a 4% na FOD Montana). Neste aspecto destaca-se a FOD Terras Baixas Exploradas com apenas 1,8% de palmeiras e surpreendentes 10% de fetos arborescentes. O dossel é irregular, com altura variando de 7 a 9 m, raramente as árvores emergentes chegam a 18 m, e a irregularidade do dossel permite a entrada de luz suficiente para o desenvolvimento de centenas de espécies epífitas. Com exceção da FOD Montana, onde o número de mortos foi superior a 5% dos indivíduos amostrados, nas demais fitofisionomias este valor ficou abaixo de 2,5%. Nas 11 parcelas onde foi realizado o estudo florístico foram encontradas 562 espécies distribuídas em 195 gêneros e 68 famílias. Apenas sete espécies - Euterpe edulis Mart. (Arecaceae), Calyptranthes lucida Mart. ex DC. e Marlierea tomentosa Cambess (ambas Myrtaceae), Guapira opposita (Vell.) Reitz (Nyctaginaceae), Cupania oblongifolia Mart. (Sapindaceae) e as Urticaceae Cecropia glaziovii Snethl. e Coussapoa microcarpa (Schott) Rizzini - ocorreram da Floresta de Restinga à FOD Montana, enquanto outras 12 espécies só não ocorreram na Floresta de Restinga. As famílias com o maior número de espécies são Myrtaceae (133 spp), Fabaceae (47 spp), Rubiaceae (49) e Lauraceae (49) ao longo de todo gradiente da FOD e Monimiaceae (21) especificamente nas parcelas da FOD Montana. Em termos de número de indivíduos as famílias mais importantes foram Arecaceae, Rubiaceae, Myrtaceae, Sapotaceae, Lauraceae e na FOD Montana, Monimiaceae. Somente na parcela F, onde ocorreu exploração de madeira entre 1960 e 1985, a abundância de palmeiras foi substituída pelas Cyatheaceae. O gradiente estudado apresenta um pico da diversidade e riqueza nas altitudes intermediárias (300 a 400 m) ao longo da encosta (índice de Shannon-Weiner - H' - variando de 3,96 a 4,48 nats.indivíduo -1). Diversas explicações para este resultado são apresentadas neste trabalho, incluindo o fato dessas altitudes estarem nos limites das expansões e retrações das diferentes fitofisionomias da FOD Atlântica durante as flutuações climáticas do Pleistoceno. Os dados aqui apresentados demonstram a extraordinária riqueza de espécies arbóreas da Floresta Ombrófila Densa Atlântica dos Núcleos Picinguaba e Santa Virgínia do Parque Estadual da Serra do Mar, reforçando a importância de sua conservação ao longo de todo o gradiente altitudinal. A diversidade desta floresta justifica também o investimento de longo prazo, através de parcelas permanentes, para compreender sua dinâmica e funcionamento, bem como monitorar o impacto das mudanças climáticas nessa vegetação.

This paper summarizes floristic and phytossociology data of 11, out of 14 plots of 1 ha, allocated along an altitudinal gradient in the Serra do Mar, São Paulo, Brazil. The study was conducted at Serra do Mar State Park and the plots start at the sea level (10 m - plot of Restinga Forest that occurs at Praia da Fazenda, Picinguaba, municipality of Ubatuba) up to 1100 m above sea level (the Montane Ombrophilous Dense occurs alongside the Itamambuca Trail, municipality of São Luis do Paraitinga). The Restinga Forest occurs in Pleistocenic Coastal Plain where the soil is classified as a sandy Quartzipsamment (Quartzenic Neosol), while along the slopes of the Serra do Mar, the Ombrophylus Dense Forest grows on the top of a pre-Cambrian crystalline basement with granitic rocks, where the soil is a sandy-loam Dystrophic Inceptisol (Cambisol/Latosol). In all 14 plots soils are acidic (pH 3 - 4), chemically poor, with high dilution of nutrients and high saturation of aluminum. In the Restinga and at the foot of the slope the climate is Tropical/Subtropical Humid (Af/Cfa), with no dry season, an average annual rainfall over 2,200 mm and an average annual temperature of 22 ºC. Towards the top of the Serra do Mar there is a gradual cooling along the slope, but there is no reduction in rainfall, so at 1,100 m above sea level the climate is classified as Humid Subtropical (Cfa/Cfb), with no dry season and an average annual temperature of 17 ºC. It is important to remark that, almost daily, from 400 m above sea level up to the top of slopes the mountains are covered by a dense fog. In the 14 plots 21,733 individuals with DBH > 4.8 cm, including trees, palms and ferns, were marked, measured and sampled. The average number of individuals sampled in each plot was 1264 ind.ha-1(± 218 SE 95%). Within the parameters considered trees prevailed (71% in the Montane ODF to 90% in the Restinga Forest), followed by palms (10% in the RF and 25% in the Montane Ombrophilous Dense Forest/ODF) and ferns (0% % in the RF and 4% in the Montane ODF). Regarding these proportions the Exploited Lowlands ODF differs from the others with only 1.8% of palm trees and striking 10% of ferns. The forest canopy is irregular with heights ranging from 7 to 9 m, rarely emergent trees reach 18 m, and due to this irregularity of the canopy the amount of light that gets through sets conditions for the development of hundreds of epiphytic species. Aside from Montana ODF, where the number of dead trees was more than 5% of individuals sampled, in the other phytophysiognomies this value was below 2.5%. In the 11 plots where the floristic study was conducted we found 562 species in 195 genera and 68 families. Only seven species - Euterpe edulis Mart. (Arecaceae), Calyptranthes lucida Mart. ex DC. and Marlierea tomentosa Cambess (both Myrtaceae), Guapira opposita (Vell.) Reitz (Nyctaginaceae), Cupania oblongifolia Mart. (Sapindaceae), Cecropia glaziovii Snethl. and Coussapoa microcarpa (Schott) Rizzini (both Urticaceae) - occurred from Restinga to Montane ODF, while 12 other species did not occur only in the Restinga Forest. Families with the greatest number of species are Myrtaceae (133 spp), Fabaceae (47 spp), Rubiaceae (49) and Lauraceae (49) throughout the gradient and Monimiaceae (21) specifically in portions Montane ODF. Only in the F plot, where logging has occurred between 1950 and 1985, the abundance of palm trees has been replaced by Cyatheaceae. The study shows a peak of diversity and richness, Shannon-Weiner index (H') ranging from 3.96 to 4.48 nats.ind-1, in the intermediate altitudes (300 to 400 m) along the slope. Several explanations for this result are raised here, including the fact that these elevations are within the limits expansions and retractions of the different phytophysiognomies of the Atlantic ODF due to climate fluctuations during the Pleistocene. The results presented in this paper demonstrate the extraordinary richness of tree species of the Atlantic Rainforest from the northeastern coast of the State of Sao Paulo, reinforcing the importance of its conservation throughout the altitudinal gradient. The richness of this forest justifies a long term commitment to study its dynamics and functioning through permanent plots, and monitor the impacts of climate change in this vegetation.

Florestas de restinga e de terras baixas na planície costeira do sudeste do Brasil: vegetação e heterogeneidade ambiental / Restinga and Lowland forests in coastal plain of southeastern Brazil: vegetation and environmental heterogeneity

Foram avaliadas semelhanças florísticas entre duas fisionomias de Floresta Atlântica na região costeira do Brasil, denominadas Floresta de Restinga e Floresta das Terras Baixas. A hipótese era que, devido à diferença nos processos geomorfológicos, essas duas florestas difeririam em variáveis físico-químicas dos solos, composição florística, biomassa aérea e produção de serapilheira. O trabalho foi conduzido em uma área de 1 ha (100 × 100 m) em cada tipo de floresta, no município de Ubatuba, São Paulo. Foram registrados e medidos todos os indivíduos arbóreos com DAP > 4,8 cm e coletadas amostras de solo e serapilheira. As análises de agrupamento e de ordenação indicaram que os solos e principalmente a flora distribuem-se como grupos bem definidos, concordando com a hipótese de distinção entre as duas florestas. A diversidade de espécies foi maior (p < 0.0001) na Floresta de Terras Baixas (H' = 4,00 nats.indivíduo-1) do que na Restinga (H' = 3,38 nats.indivíduo-1). No entanto, a produção de serapilheira e a biomassa não diferiram (p > 0,05) entre as duas florestas. Esse aparente paradoxo poderia ser explicado supondo-se que, uma vez que espécies diferentes consigam se estabelecer na Restinga ou nas Terras Baixas e encontrem um espectro favorável de condições e recursos, elas tenderiam a persistir e se desenvolver naquele local; nesse caso, embora as condições edáficas difiram entre as duas áreas, cada espécie responderia de modo particular a essas variações, de modo que as florestas poderiam atingir valores semelhantes de biomassa e produção de serapilheira. É provável que o filtro ambiental condicionado pelos solos esteja sendo importante para a forte separação florística entre essas duas florestas.

It was evaluated the floristic similarity between two Atlantic Rainforest physiognomies in Brazilian coast area, herein called Restinga and Lowland forests. The hypothesis was that, due the differences in geomorphologic processes, these forests would differ on soil physical and chemical properties, floristic composition, live above-ground biomass and litterfall production. It was sampled 1 ha (100 × 100 m) for each site located in Ubatuba, São Paulo state, SE Brazil. Within each hectare it was recorded trees with DBH > 4.8 cm in all 10 × 10 m contiguous plots, and collected soil and litterfall samples. The cluster and ordination analyses indicated the two communities as distinct groups considering soil and floristic composition, agreeing with the initial hypothesis. Species diversity was higher (p < 0.0001) in the Lowland forest (H' = 4.00 nats.individual-1) than in the Restinga (H' = 3.38 nats.individual-1). However, litterfall production and biomass did not differ (p > 0.05) between the two forests. This apparent paradox could be explained assuming that, since different species establish themselves in the Restinga or Lowland forests and find a favorable spectrum of conditions and resources, they would tend to persist and to develop in that place; even so the edaphic conditions differ between the Restinga and Lowland forests, each species could respond in a particular way to these variations, and then both forests could reach similar values of biomass and litterfall production. It is probable that the environmental filter conditioned by soils has being important for the strong floristic segregation between these two forests.

A falsa dicotomia entre a preservação da vegetação natural e a produção agropecuária / The false dichotomy between preservation of the natural vegetation and food production in Brazil

Este artigo mostra através da análise de dados censitários sobre uso da terra no Brasil que a possível dicotomia entre a preservação da vegetação natural e a produção de alimentos na realidade não existe. Demonstramos que o Brasil já tem uma área desprovida de vegetação natural suficientemente grande para acomodar a expansão da produção agrícola. Demonstramos também que a maior expansão se dá nas áreas ocupadas pelas chamadas culturas de exportação - soja e cana-de-açúcar - e não propriamente nas áreas ocupadas por arroz, feijão e mandioca, que são consumidos de forma direta pelo mercado nacional. Pelo contrário, a área colhida de arroz e feijão tem inclusive decrescido nas últimas décadas, enquanto a área colhida de mandioca encontra-se praticamente constante há quatro décadas. Os maiores entraves para a produção de alimentos no Brasil não se devem a restrições supostamente impostas pelo Código Florestal, mas, sim, à enorme desigualdade na distribuição de terras, a restrição de crédito agrícola ao agricultor que produz alimentos de consumo direto, a falta de assistência técnica que o ajude a aumentar a sua produtividade, a falta de investimentos em infraestrutura para armazenamento e escoamento da produção agrícola, a restrições de financiamento e priorização do desenvolvimento e tecnologia que permita um aumento expressivo na lotação de nossas pastagens,.

Through the analysis of census data on land use in Brazil this article shows that the dichotomy between food production and preservation of natural vegetation used as the main driver to change the Forest Code is false. We showed here that Brazil has already cleared an area large enough that support the production of food, fiber and bioenergy to meet the requirements of the country and global markets. We also showed the area of export-oriented crops like soybean and sugar cane have been expanded significantly in the last decades, while staple crops like rice and bean have decreased and the area planted with cassava has been stable for the last four decades. At the same time we show that the productivity of export-oriented crops has increased in a much more significant rate than staple crops or cattle stocking rate, which in average is extremely low in Brazil. We concluded by stating that the real constraint for food production in Brazil does not rely on the Forest Code environmental restrictions but instead in inequalities in land distribution and income, coupled with lack of credit to small producers and investment in research and development in the staples crops of the country.

Balance between food production, biodiversity and ecosystem services in Brazil: a challenge and an opportunity / Produção de alimentos, biodiversidade e serviços ambientais no Brasil: desafios e oportunidades

Brazil has a unique position in the world. It is one of the few countries that can be one of the most important producers of food, fiber and biofuel and at the same time maintain its mega biodiversity endowment and vital ecosystems services properly running. This is a challenge that only can be achieved by recognizing the importance of agribusiness sector to the Brazilian economy, but also that ecosystems have limits and we should not endless expand agriculture in the name of "development". Ecosystem services have to be recognized also as a "development" to be kept for the next generations. Agriculture only exists where ecosystems are able to maintain its basic functioning. Therefore, a well preserved nature it is the most precious asset of agriculture.

O Brasil encontra-se em uma posição privilegiada diante do mundo. É um dos únicos países que pode ao mesmo tempo ser um importante produtor de alimentos, fibras e biocombustíveis e manter sua mega biodiversidade relativamente intacta e serviços ambientais vitais funcionando apropriadamente. Este é um desafio enorme que pode ser obtido através do reconhecimento da importância que o setor agropecuário brasileiro tem para o país, mas ao mesmo tempo reconhecendo também que os ecossistemas têm limites naturais e não devemos expandir nossa fronteira agrícola indefinidamente em nome do "desenvolvimento". Os serviços ambientais prestados pelos ecossistemas devem ser valorizados e também reconhecidos como um tipo de "desenvolvimento" a ser mantido para as próximas gerações. A agricultura somente existe onde os ecossistemas são capazes de manter suas funções básicas de funcionamento. Portanto, o maior capital da agricultura é a natureza minimamente preservada.

Estimation of biomass and carbon stocks: the case of the Atlantic Forest / Estimativas de biomassa e estoque de carbono: o caso da Mata Atlântica

The main objective of this paper is to present and discuss the best methods to estimate live above ground biomass in the Atlantic Forest. The methods presented and conclusions are the products of a workshop entitled "Estimation of Biomass and Carbon Stocks: the Case of Atlantic Rain Forest". Aboveground biomass (AGB) in tropical forests is mainly contained in trees. Tree biomass is a function of wood volume, obtained from the diameter and height, architecture and wood density (dry weight per unit volume of fresh wood). It can be quantified by the direct (destructive) or indirect method where the biomass quantification is estimated using mathematical models. The allometric model can be site specific when elaborated to a particular ecosystem or general that can be used in different sites. For the Atlantic Forest, despite the importance of it, there are only two direct measurements of tree biomass, resulting in allometric models specific for this ecosystem. To select one or other of the available models in the literature to estimate AGB it is necessary take into account what is the main question to be answered and the ease with which it is possible to measure the independent variables in the model. Models that present more accurate estimates should be preferred. However, more simple models...

O principal objetivo deste artigo é apresentar e discutir a melhor forma para estimar a biomassa viva acima do solo (BVS) na Mata Atlântica. A biomassa viva acima do solo em florestas tropicais esta contida principalmente nas árvores. A biomassa das árvores é uma função do seu volume de madeira, obtido do diâmetro e da altura, de sua arquitetura e da densidade de sua madeira (peso seco por unidade de volume fresco). Ela pode ser quantificada pelo método direto (destrutivo) ou pelo método indireto onde a quantificação da biomassa é feita através de modelos matemáticos. Os modelos alométricos podem ser específicos para um determinado local, quando elaborado para um ecossistema particular, ou gerais, que podem ser utilizados em para estimar a biomassa em diferentes locais. Para a Mata Atlântica, a despeito de sua importância, existem somente duas medidas diretas de biomassa de árvores, que resultaram em modelos alométricos específicos para essas florestas. Para selecionar um ou outro modelo alométrico para estimar BVS, disponível na literatura, é necessário levar em conta o a questão a ser respondida e a facilidade com a qual é possível medir as variáveis independentes do modelo. Preferencialmente, deve-se utilizar modelos...