Secondary forests in agricultural landscapes with sugarcane matrix : floristic diversity and implications for biodiversity conservation strategies

Orientadores: Ricardo Ribeiro Rodrigues, Flavio Antonio Maës dos SantosTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: A aceleração do processo de fragmentação na região tropical em decorrência da expansão das atividades agrícolas provoca alterações na dinâmica dos ecossistemas e o rearranjo dos recursos naturais nas paisagens, ameaçando a biodiversidade. O objetivo deste estudo foi avaliar a diversidade florística em 16 florestas secundárias de paisagens agrícolas em uma região com menos de 15% de cobertura florestal no estado de São Paulo, a fim de verificar a sua contribuição para a conservação da diversidade vegetal regional. No Capítulo 1, a partir do mapeamento da região estudo caracterizamos o uso do solo em paisagens circulares com 1km de raio nos anos de 1962 e 2015, para identificar as mudanças na quantidade e distribuição da cobertura florestal em paisagens agrícolas no período de 53 anos. Observamos incremento de hábitat florestal nas paisagens em 53 anos, devido à substituição das pastagens por cana-de-açúcar e aos avanços na legislação ambiental, que impulsionaram iniciativas de restauração florestal nas propriedades agrícolas possibilitando a regeneração natural em trechos de menor aptidão agrícola. No Capítulo 2, considerando conjuntamente as 16 florestas, avaliamos a estrutura das comunidades com foco na riqueza, distribuição das abundâncias, frequência de ocorrência e composição de espécies nos componentes arbóreo, regenerante arbóreo e regenerante não arbóreo. A decomposição multiplicativa da diversidade revelou baixa diversidade alfa e elevada diversidade beta, com maior contribuição do turnover nas duas escalas espaciais (entre e intra fragmentos), para todos os componentes vegetais, indicando diferenciação florística na região. Isso evidencia o valor conjunto dessas florestas, que ultrapassa a sua contribuição individual para a conservação da diversidade vegetal regional em paisagens agrícolas. No Capítulo 3, avaliamos de que maneira a estrutura de paisagens agrícolas e sua dinâmica espaço-temporal se relacionam com a diversidade alfa (riqueza e abundância) dos componentes arbóreo, regenerante arbóreo e regenerante de trepadeiras, utilizando modelos generalizados aditivos e seleção de modelos. A riqueza de árvores apresentou relação positiva com a distância atual da borda, e a riqueza de regenerantes arbóreos, com a distância atual da borda e quantidade de cobertura florestal atual. O modelo nulo melhor explicou a diversidade de trepadeiras. A quantidade de cobertura vegetal na paisagem de entorno e distância em relação à borda, assim como a variação destes no tempo, foram preponderantes para explicar a diversidade dos diferentes grupos vegetais nas florestas secundárias, indicando que a história das paisagens deve ser considerada nos planos de ação na esfera da conservação. Com este trabalho concluímos que, apesar das perturbações recorrentes em paisagens agrícolas com matriz de cana-de-açúcar, as florestas secundárias apresentam potencial de regeneração e possuem papel essencial para a manutenção da diversidade vegetal em regiões intensamente fragmentadas, sendo complementares às Unidades de Conservação. A conservação da biodiversidade em paisagens agrícolas fragmentadas depende de políticas públicas que considerem a contribuição das florestas secundárias para o incremento da diversidade beta regional, e que ressaltem o papel fundamental dos proprietários rurais para a manutenção de comunidades vegetais que ocorre via adequação agrícola e ambiental das propriedadesAbstract: The progress of fragmentation process in the tropical region due to the expansion of agricultural activities changes the ecosystems¿ dynamics and the arrangement of natural resources in the landscapes, threatening biodiversity. The main goal of this study was to evaluate floristic diversity in 16 secondary forests of agricultural landscapes in a region with less than 15% of forest cover in São Paulo state, in order to verify their contribution to regional plant diversity conservation. In Chapter 1, based on the mapping of the study region we described land-use and land-cover in circular landscapes with 1km radius for the years 1962 and 2015 to identify changes in the quantity and distribution of forest cover in agricultural landscapes in the 53-year period. We observed an increase in forest habitat in the period, due to matrix shift from pastures to sugarcane plantations and advances in environmental legislation, which promoted initiatives for forest restoration in agricultural properties and natural regeneration in areas of lower agricultural productivity. In Chapter 2, considering the 16 forests together, we evaluated communities¿ structure focusing on richness, abundance distribution, occurrence frequency and species composition in the arboreal, regenerating arboreal and regenerating non-arboreal components. The multiplicative decomposition of diversity revealed low alpha diversity and high beta diversity, with higher turnover contribution at the two spatial scales (between and within fragments), for all plant components, indicating floristic differentiation in the region. This result emphasizes the joint value of these forests, which surpass their individual contribution, to regional plant diversity conservation in agricultural landscapes. In Chapter 3, we evaluated how landscapes¿ structure and its spatio-temporal dynamics are related to alpha diversity (richness and abundance) of trees, regenerating trees and regenerating climbers, using generalized additive models and model selection. Trees¿ richness presented a positive relation with the current edge distance, and regenerating trees¿ richness with the current edge distance and current forest cover. The null model best explained regenerating climbers¿ diversity. Forest cover in the surrounding landscape and distance from the edge, as well as their variation in time, were preponderant to explain the diversity of the different plant groups in the secondary forests, indicating that landscape history should be considered in conservation plans for agricultural landscapes. Our results highlight that, despite the disturbances that occur in agricultural landscapes with sugarcane matrix, secondary forests have potential for regeneration and play an essential role in the maintenance of plant diversity in intensely fragmented regions, being complementary to public protected areas. Biodiversity conservation in fragmented agricultural landscapes depends on public policies that consider the contribution of secondary forests to the increase of regional beta diversity, and which emphasize the fundamental role of landowners for the maintenance of plant communities through agricultural and environmental planning in the propertiesDoutoradoBiologia VegetalDoutora em Biologia Vegetal159843/2013-82013/50718-5CNPQFAPES