Conservation potential of shade-tolerant forest species in agricultural mosaics in the eastern Brazilian Amazon

Shade-tolerant forest species are among the most susceptible to habitat loss in agricultural mosaics, where a variety of croplands is connected to forests at different levels of anthropogenic disturbance. We aimed to evaluate the community similarity of shade-tolerant species among different land use types across agricultural mosaics with different levels of disturbance. The study was conducted in three municipalities in southern and southeastern Pará state, in eastern Amazonia. A multiple-community similarity measure based on the Horn similarity index was used to compare land use types and assess the resilience of shade-tolerant species towards forest loss and disturbance at the landscape level. High shade-tolerant species similarity was found between mature forest fragments that underwent different levels of disturbance in all three agricultural mosaics, but secondary forests had lower similarity with mature forest in the most fragmented and altered mosaic. Shade-tolerant species showed very low density in croplands, but the same group of species seemed to colonize agricultural fields of annual crops and clean pasture, as they showed high community similarity. Another group of species was present in invaded pastures, probably due to the effects of time since land abandonment after woody species colonization. Mixed tree plantations were more similar to mature and secondary forests than other types of croplands. Shade-tolerant species similarity was higher among land use types inserted in agricultural landscapes that maintained conserved forest fragments. Our results suggest that the conservation of mature forests and landscape connectivity are crucial to the maintenance of shade-tolerant species in agricultural mosaics. (AU)

Fine-root production in two secondary forest sites with distinct ages in Eastern Amazon / Produção de raízes finas em dois sítios de floresta secundária com diferentes idades na Amazônia Oriental

The objective of this work was to assess the fine-root (≤ 2 mm diameter) production dynamics of two forest regrowths at different ages. Fine-root production was monitored by the ingrowth core method in one 18-year-old site (2 ha) and one 10-year-old site (0.5 ha), both localized in the Apeú region, Northern Pará State, Brazil. The sites were abandoned after successive shifting cultivation, beginning in 1940. Monthly production of live fine-root was similar between sites and was influenced by rainfall seasonality, with higher production during the dry season than the wet season for mass and length. However, mortality in terms of mass was higher in the 10-year-old site than in the 18-year-old site. The seasonality influenced mortality only in the 18-year old site following the pattern observed for live fine-root. The influence seasonal on mortality in terms of length was different between sites, with higher mortality during the wet season in the 10-year-old site and higher mortality during the dry season in the 18-year-old site. Specific root length was higher during the wet season and at the 10-year-old site. Fine-root production was not influenced by the chronosequence of the sites studied, probably fine-root production may have already stabilized in the sites or it depended more on climate and soil conditions. The production of fine-roots mass and length were indicators that generally showed the same pattern.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a dinâmica de produção de raízes finas (diâmetro ≤ 2 mm) em duas áreas de floresta secundária com diferentes idades. A produção de raízes finas foi monitorada utilizando a técnica de ingrowth core em um sítio com 18 anos de idade (2 ha) e um outro sítio com 10 anos de idade (0,5 ha), localizados na região de Apeú, nordeste do Estado do Pará. Os sítios foram abandonados depois de sucessivos ciclos agrícolas, iniciados em 1940. A produção mensal de raízes vivas foi semelhante entre os sítios e influenciada pela sazonalidade pluviométrica, com maior produção durante a estação seca para massa e comprimento. No entanto, a mortalidade, em termos de massa, foi maior no sítio de 10 anos. A sazonalidade influenciou a mortalidade somente no sítio de 18 anos, seguindo o padrão observado para as raízes vivas. A influência sazonal sobre a mortalidade em termos de comprimento foi diferente entre os sítios, com maior mortalidade durante a estação chuvosa no sítio de 10 anos e maior mortalidade durante a estação seca no sítio de 18 anos. O comprimento radicular específico foi maior durante a estação chuvosa e influenciado pelos sítios, sendo maior no sítio de 10 anos. A produção de raízes finas não foi influenciada pela cronossequência dos sítios estudados, provavelmente porque a produção de raízes finas pode ter estabilizado nos sítios ou depende mais das condições de clima e solo. A produção, em termos de massa e comprimento, foram indicadores que geralmente mostraram o mesmo padrão.

Estrutura de florestas secundárias após dois diferentes sistemas agrícolas no nordeste do estado do Pará, Amazônia Oriental / Structure of secondary forests after two different systems of land use in the northeastern Pará state, Brazil

O objetivo deste trabalho foi caracterizar e comparar a estrutura de florestas secundárias com quatro anos de idade, que foram formadas após a utilização de dois diferentes sistemas de eliminação da cobertura vegetal - o sistema alternativo (SA) que tritura a biomassa e o sistema tradicional (ST) que utiliza o fogo. O estudo foi conduzido na região Bragantina que está localizada no nordeste do Pará. Para tal, foram selecionadas três áreas amostrais para cada sistema de uso da terra. Dentro de cada área amostral foram alocadas aleatoriamente quatro parcelas de 15 m² (3 x 5 m), totalizando 60 m² por área de estudo e 180 m² por sistema de uso. Foi encontrada uma diversidade média (H') de 2,94 para o SA e 3,32 para o ST, a densidade média foi 459.556 ind. ha-1 no SA e 466.833 ind. ha-1 no ST, a área basal do estrato superior do SA foi de 8,48 m² ha-1 e a do ST 3,07 m² ha-1, a biomassa seca estimada para o SA foi de 6,68 ton ha-1 e 2,80 ton ha-1 para o ST. Ocorreram diferenças estatísticas (ANOVA; P < 0,05) em parâmetros da estrutura vertical e biomassa indicando que o SA facilita o desenvolvimento do componente arbóreo das florestas.

The objective of this study was to characterize and compare the structure of 4-year old secondary forests that were established after the use of two different systems of elimination of forest coverage: i) the alternative system (SA) on which plant biomass is only triturated, and ii) the traditional system (ST) which uses fire. The study was conducted out in the Bragantina area, northeastern Pará state, Brazil. For each land use system we selected three areas in which four 15-m² (3 X 5 m) plots were randomly established to. Mean diversity (H') was of 2.94 for SA and 3.32 for ST, mean density was 459,556 ind. ha-1 in SA and 466,833 ind. ha-1 in ST, mean basal area of the superior stratum in SA was 8.48 m² ha-1 and the one of ST was 3.07 m² ha-1. There were statistical differences (ANOVA; P < 0.05) in vertical structure parameters and biomass. We conclude that SA management technique facilitates the development of the structure arboreal component.

Florística e estrutura de comunidades arbóreas em cerrados de Rondônia, Brasil / Flora and structure of tree communities in dry savannas in Rodônia, Brazil

O cerrado constitui o segundo maior e mais diverso bioma brasileiro, configurando um heterogêneo mosaico fisionômico e florístico. Mais de seis mil espécies de fanerógamas são reportadas para o cerrado do Brasil Central. Este trabalho teve o objetivo de descrever e analisar a flora e a estrutura de quatro comunidades de árvores dos cerrados sensu latu do município de Vilhena, Rondônia, Brasil. As áreas estudadas foram: cerradão (Area 1), campo sujo (Area 2) e duas comunidades do cerrado sensu stricto (Areas 3 e 4). Em cada área foi posicionado aleatoriamente um transecto de 10 x 1000 m (1 ha), dividido em 100 parcelas de 10 X 10 m. Todas as plantas vivas e mortas com circunferência do tronco e" 10 cm ao nível do solo foram registradas. O cerradão apresentou a maior riqueza específica, estrutura de tamanho e área basal. As percentagens de árvores mortas foram mais altas nas áreas de cerradão e campo sujo, com ocorrência de fogo recente. As famílias mais importantes foram Vochysiaceae, Ochnaceae, Clusiaceae, Malpighiaceae e Melastomataceae. As espécies mais importantes foram Qualea multiflora, Byrsonima crassifolia (área 1), Eugenia sp., Miconia sp.1 (área 2), Ouratea hexasperma, Caraipa savannarum (área 3), Ouratea hexasperma, Pouteria sp.3 (área 4). A maioria das espécies ocorre somente em uma área, sugerindo que a priorização de áreas para conservação deve envolver todo o mosaico de cerrados existentes. A mortalidade associada ao fogo é diferenciada entre as áreas, talvez induzida pelo grau de flamabilidade, recorrência do fogo e de fatores históricos do uso da terra.

The Neotropical savannas, locally called "cerrado", are Brazil's second largest and diverse biome, constituting a heterogeneous physiognomic and floristic mosaic from which more than 6,000 species have been reported to date. This study describes and analyzes the floras and structures of four tree communities from dry savannas in the municipality of Vilhena, Rondônia, Brazil. The study areas were: savanna with trees "cerradão" (Area 1), savannas wich bushes or "campo sujo" (Area 2), and two savanna woodlands or "cerrado" sensu stricto (Areas 3 and 4). In each area an transect measuring 10 x 1,000 m (1 ha) was placed at random and divided into 100 quadrats of 10 x 10 m. All living and dead woody plants with circumference ³ 10 cm at ground level were included in the survey. "cerradão" was the richest in species, had the greatest plant diversity, and showed the largest basal area. The percentages of dead trees were highest in areas that had been recently burned. The most species-rich and abundant plant families were Vochysiaceae, Ochnaceae, Guttiferae, Malpighiaceae and Melastomataceae. The most important species were Qualea multiflora and Byrsonima crassifolia (area 1), Eugenia sp. and Miconia sp.1. (area 2), Ouratea hexasperma and Caraipa savannarum (area 3) Ouratea hexasperma and Pouteria sp3. (area 4). Most species (53 percent; N=92 spp.) were found in only one of the four areas, indicating that the selection of priority areas for biological conservation should take into account the whole of the savanna mosaic. Tree mortality caused by fire was different among the four study areas, probably as a function of burning recurrency, the degree of flammability, and historical factors involving land use.

Ingresso e mortalidade em uma floresta em diferentes estágios sucessionais no município de Castanhal, Pará / Recruitment and mortality in a forest in different successional stages in Castanhal, Pará

O presente trabalho descreve o ingresso e a mortalidade em uma floresta em diferentes estágios sucessionais, no município de Castanhal, Pará. A área de estudo está localizada na Estação Experimental da Universidade Federal Rural da Amazônia. As parcelas foram implantadas em áreas de florestas sucessionais de diferentes idades (4, 8 e 12 anos). Nas florestas sucessionais de 4 e 8 anos foram utilizadas quatro parcelas de 10m x 10m e na floresta de 12 anos foram, 12 parcelas de 10m x 10m. Realizaram duas medições de todos os indivíduos com DAP>1cm, em intervalos de 12 meses, nas florestas sucessionais de 4 e 8 anos; e intervalo de 18 meses na floresta de 12 anos. Foram calculadas as taxas de ingresso e de mortalidade. Na floresta de 4 anos o ingresso foi maior que a mortalidade. Nas florestas sucessionais de 8 e 12 anos as densidades diminuíram, perdendo mais indivíduos por mortalidade do que ganhando por ingresso. Lacistema pubescens, Myrcia silvatica, Vismia guianensis, Rollinia exsucca e Miconia ciliata apresentaram muitos indivíduos mortos nas florestas estudadas.

The present work describe recruitment and mortality in a forest in different successional stages in Castanhal, Pará. The study area is located at the Experimental Research Station of the Universidade Federal Rural da Amazônia. Twelve 10m x 10m study plots were established in a 12-year-old secondary forest, and four 10m x 10m study plots were demarcated in a 4-year-old and an 8-year-old secondary forest. We measured diameter and height of all individuals with DBH>1cm at a 12-month interval in the 4 and 8-year-old stands, and an 18-month interval in the 12-year-old stand. Using this inventory data we calculated recruitment and mortality rates. In the 4-year-old forest, recruitment was greater than mortality, while in the 8 and 12-year-old forests experienced net mortality, as density declined over the measurement interval. Lacistema pubescens, Myrcia sylvatica, Vismia guianensis, Rollinia exsucca and Miconia ciliata displayed the greatest number of dead individuals in the studied successional forests.

Análise florística e estrutural de uma floresta em diferentes estágios sucessionais no município de Castanhal, Pará / Floristic composition and structure of a forest in different successional stages in Castanhal, Pará

O objetivo deste trabalho foi estudar a sucessão florestal pela análise florística e estrutural de floresta em três estágios sucessionais (4, 8 e 12 anos), localizadas no município de Castanhal-PA. Consideraram-se duas classes de DAP: Classe I (DAP>1cm) e classe II (DAP<1cm). Para a classe I, foram utilizadas 12 parcelas de 10m x 10m, na floresta sucessional de 12 anos e 4 parcelas de 10m x 10m nas de 4 e 8 anos. Para a classe II, foram utilizadas 48 subparcelas de 1m x 1m na floresta de 12 anos e 16 subparcelas de 1m x 1m nas de 4 e 8 anos. Na classe I, foram identificadas 18, 30 e 73 espécies e 12, 18 e 21 indivíduos/ha, respectivamente, nas florestas de 4, 8 e 12. Na classe II, foram identificadas 17, 21 e 62 espécies; e 50, 26 e 47 indivíduos/m², também, respectivamente, nas florestas de 4, 8 e 12 anos. Na classe I, Lacistema pubescens, Vismia guianensis e Myrcia silvatica apresentaram maiores abundâncias e dominâncias relativas. Na classe II, Lacistema pubescens, Vismia guianensis, Miconia ciliata, Myrcia bracteatae Banara guianensis também apresentaram elevado número de indivíduos. Myrcia silvatica apresentou maior abundância nos três estágios. A similaridade entre as floresttas na classe I foi de aproximadamente 60 por cento e na classe II, 42 por cento. Os resultados sugerem que as florestas apresentaram características de três fases de desenvolvimento da floresta: fase de iniciação (4 anos), fase de exclusão (8 anos) e o início da fase de reiniciação do sub-bosque (12 anos).

The objective of this study is to understand secondary forest succession through florisitc and structural analysis of a forest in three successional stages (4, 8 and 12 years) located in Castanhal in the state of Pará. This study considers wood species divided into two DBH classes: class I (DBH>1cm) and class II (DBH<1cm). Class I individuals were measured in twelve 10m x 10m plots in the 12-year-old successional forest, and in four 10 x 10 m plots in the 4 and 8-year-old secondary forest stands. Class II individuals were measured in 48 subplots of 1m x 1m in the 12-year-old forest stand, and in 16 subplots in the 4 and 8-year-old forest stands. In Class I, 18, 30 and 73 species were identified; and were found 12, 18 and 21 individuals/ha in the 4, 8 and 12-year-old forests, respectively. In class II, 17, 21 and 62 species were identified; and were found 50, 26 and 47 individuals/m² in the 4, 8 and 12-year-old forests, respectively. For class I, Lacistema pubescens, Vismia guianensis and Myrcia sylvatica demonstrated the greatest abundance and relative dominance. In class II, Lacistema pubescens, Vismia guianensis, Miconia ciliata, Myrcia bracteata and Banara guianensis also displayed an elevated number of individuals. Myrcia sylvatica presented the greatest abundance in the three successional stages. Similarity among plots was approximately 60 percent for class I and 42 percent for class II. The results showed the forest with three stages of successional development: initiation phase (4 years), exclusion phase (8 years), and the beginning of the understory reinitiation phase (12 years).