Historia natural de uma floresta estacional semidecidual no municipio de Campinas (São Paulo, Brasil)

O presente estudo visou descrever os regimes de luz e a estrutura de diferentes trechos de uma Floresta Estacional de Semidecidual do sudeste brasileiro (Reserva Municipal da Mata de Santa Genebra - RGS). Foram estudados três trechos (áreas A, B e C) dessa floresta que apresentavam distintos graus de perturbação e diferentes estruturas de comunidade. A RGS situa-se próxima a área urbana no município de Campinas (São Paulo, Brasil, 22°49' S e 47° 06' WG), sendo o que o clima regional apresenta uma precipitação anual média é de 1381 mm e uma temperatura média anual de 20,7 °C (1961 e 1990). Em cada uma dessas três áreas foi instalada uma malha de parcelas contíguas, formando um retângulo de 50 x 70 m (3.500 m2), subdividido em 35 parcelas de 10 xl0 m (100 m2). Em cada área todos os indivíduos arbustivo-arbóreos com P AP (perímetro a altura do peito) ~ 15 cm foram coletados, identificados e classificados em termos sucessionais em: espécies pioneiras, secundárias iniciais, secundárias tardias ou não caracterizadas. A partir desses dados calculou-se os parâmetros fitos sociológicos de todas as espécies e também das categorias sucessionais presentes em cada área. Todos os indivíduos amostrados foram mapeados e o local (clareira, dossel ou sub bosque) onde cada indivíduo se encontrava foi anotada durante os trabalhos de campo. No conjunto das três áreas foram amostrados 1.134 indivíduos, 129 espécies, 102 gêneros e 47 famílias. Os resultados obtidos revelaram marcantes diferenças na predominância das categorias sucessionais em cada uma das áreas e na distribuição dos indivíduos dessas categorias entre o dossel, sub-bosque e as clareiras. A área C apresentou 35 espécies secundárias tardias, 35 espécies secundárias iniciais, 13 espécies pionieras, a área B respectivamente, 24,27 e 11 e a área A, 16, 11 e 9. A área A, embora apresentasse uma densidade total estimada de apenas 654,29 ind.ha-1, somente 37 espécies arbustivo-arbóreas e um índice de diversidade (H') de 2,847, foi considerada a mais madura dentre as três áreas estudadas, pois nela 66,9% do IVC da comunidade pertencia as espécies secundárias tardias. A área C que apresentava 1.297,14 ind.ha-I, 90 espécies e um H' de 3,968, foi considerada intermediária em termos de maturidade relativa, por que nela 57,8% do NC da comunidade pertencia a espécies iniciais (pioneiras + secundárias iniciais). A área B, considerada a mais perturbada das três áreas, apresentav~ 1.097,14 ind.ha-I, 68 espécies e um H' de 3,472, no entanto, 66,7% do NC dessa comunidade pertencia a espécies iniciais (pioneiras + secundárias iniciais). Em cada uma dessas áreas, desenvolveu-se também, durante um ano (1994/1995), o estudo dos regimes de luz existentes nas clareiras, no sub-bosque sob dossel perenifólio e no sub-bosque sob dossel decíduo. Em cada área, utilizando-se 8 sensores de PAR e um datalogger, em uma semana a cada mês, coletavam-se simultaneamente amostras a cada 1 minuto e em outro dia registravam-se médias de amostras coletadas ao longo de 5 minutos, sempre das 9:30 as 17:00 h. Na maioria das áreas de sub-bosque estudadas a maior parte dos registro obtidos foram inferiores a 10 Jimo1.m-2.s1 de PPFD, enquanto nas clareiras a maior parte doe registros esteve acima desse valor. Considerados todas as áreas, os máximos valores de PPFD total diária* variaram no sub bosque sob dossel perenifólio entre 0,67 e 2,8 moI .m-2 .doI, no sub-bosque sob dossel decíduo entre 1,43 e 10,90 moI .m-2.d-I e nas clareiras 4,0 e 23,71 moI .m-2 .doI. As áreas de sub-bosque sob dossel decíduo apresentaram na maior parte do ano regimes de luz semelhantes aos do sub-bosque sob dossel perenifólio, mas durante a perda de folhas no dossel sobre os sensor, apresentaram regimes de luz semelhantes as clareiras. Nessas floresta a penetração de luz através das copas das árvores decíduas do dossel resultou não apenas em aumentos na PPFD total diária* e nos "sunflecks" recebidos no subbosque sob a árvore decídua, mas também, em aumentos nos níveis de radiação difusa de fundo nas áreas de sub-bosque sob dossel perenifólio. Esses dados confirmam que nessas florestas, ao contrário, do que se observa nas Floresta Tropicais Úmidas, existem quatro e não apenas três regimes de luz distintos: o das clareiras, o do sub-bosque sob dossel perenifólio, o da transição sub-bosque/clareira e o do sub-bosque sob dossel decíduo. A latitude, a deciduidade e a declividade foram os principais fatores que determinaram os regimes de luz observados na RGS. A presença de uma maior variação e heterogeneidade na disponibilidade de luz no subbosque dessa floresta semidecídua, sugere que a dinâmica e as adaptações das espécies arbustivo-arbóreas existentes nessa formação, devem ser diferentes daquelas descritas nas Florestas Tropicais Úmidas. As diferenças observadas na distribuição espacial dos indivíduos das diferentes categorias sucessionais em cada uma das áreas amostradas, podem ser interpretadas como resultantes do histórico de perturbação, da idade relativa e dos regimes de luz existentes nesses distintos trechos de floresta, embora outros fatores, como a alelopatia, possam também, estar agindo de forma significativa na estruturação dessas comunidades. A existência de distintos regimes de luz sob árvores perenifólias e decíduas do dossel, as observações de campo e informações existentes na literatura, permitem sugerir que as árvores do dossel de uma floresta podem estar agindo, sobre as plantas que se desenvolvem sobre elas, como "filtros da biodiversidade" . Todos esses aspectos sugerem que a dinâmica das Florestas Estacionais Semidecíduas é uma área onde muitas questões não foram ainda respondidasThe present study was earried out with two main objeetives: a) to deseribe the forest light regimes; b) to deseribe the structure of different areas of a Semideeiduous Forest (Santa Genebra Reserve - SGR). Therefore we selected three areas of forest (A, B and C) that presented different degrees of disturbanee and of eommunity structure. The SGR is located near the urban area of the munieipaIity of Campinas (São Paulo State, Brazil, 22° 49'S and 47'06" W). Considering the period 1961 to 1990 we can say that the local elimate is eharacterised by a dry and eold season (winter) and a wann and wet season (summer), with an annuaI rainfaII of 1381 mm and an annuaI mean temperature of 20.7°C. In eaeh one ofthose three areas studied (A, B, and C) a mesh of eontiguous pareels fonning a reetangle of 50 x 70 m (3.500 m2)~ subdivided in 35 portions of 10 xl0 m (100 m2), was installed. AlI shrubs and trees with dbh ~ 5 em present in these plots were measured (height and dbh), identified to species leveI and c1assified within the following successional/ecologica1 groups: pioneer, early secondary, late secondary species or not eharaeterised. AlI plants measured were plotted in a map and their loeation (gap, understory or eanopy) was recorded during fieldwork. These data were used to deseribe the floristie eomposition of eaeh area as well as to calculate the phytosoeiologica1 parameters for aII speeies and eeologieaI groups. We recorded 1,134 individuaIs that belong to 129 species, 102 genera and 47 families in the three forest plots studied. The areas studied showed a remarkable difference in relation to the sueeesional/eeologieaI group predominanee, and on the oeeurrenee of individuaIs of these groups as canopy, understory or gap plants. The Plot C had 35 late secondary speeies, 35 early secondary species and 13 pioneer species, plot B had, respectively, 24, 27 and 11 and plot A, 16, 11 and 9. Although Plot A presented only 654~29 trees.ha-1 of estimated density, only 37 shrubs and trees species and a diversity index (H') of2.847, in terms ofrelative maturity it was eonsidered the best developed among the three areas, because 66,9% of the eommunity CV index belong to the late secondary species group. Plot C presented an estimated density of 1,297.14 ind.ha-1, 90 species and 3.968 of diversity index (H'), but its relative maturity is in an intermediate levei, because 57,8% of the community CV index are pioneer or early secondary species. Plot B was considered the most degraded among the three areas studied, because 66,7% of the community CV are pioneer or early secondary species, although this area presented 1.097,14 ind.ha-1 of estimated density, 68 species and a diversity index (H') of 3.472. The forest light regime was studied in the same three Plots, dividing them in three different types of microsites: gaps, tmderstory of evergreen canopy trees and understory of deciduous canopy trees. Along 1994 and 1995, using 8 PAR sensors and one datalogger in each area, the PAR intensity of the microsite was recorded between 9:30 and 17:00 h during one week in each month. During the week selected for the measurements one area was visited twice. In one day ali sensors recorded individual samples at one-minute intervals. In the other visit ali sensors were used to register means of five-minute readings. The results obtained show that the large majority of the understory readings were below 10 J.lmo1.m-2.s1 of PPFD, while the gap readings were above this threshold. In the latitude of the Santa Genebra Reserve there is seasonal change in the light regime of the gaps, during autumn and winter radiation intensity is significantly lower than in spring and summer. Under the evergreen canopy trees values of daily total PPFD varied between 0,67 and 2,8 mo1.m-2.d-1, while under the deciduous cano~y trees the values varied between 1,43 and 10,90 mo1.m-2.d-1 and in the gaps between 4-,0 and 23,71 mo1.m-2.d-1. During great part of the year the light regime of the understory under deciduous canopy trees is similar to that observed under evergreen canopy trees, but when the canopy deciduous tress are leaf1ess the light pattern of their understory becomes similar to that observed in the gaps. This behaviour was named "deciduousness gaps". During the period that the canopy deciduous trees are leafless light penetration increases, increasing the daily total PPFD and/or sunflecks number and duration in the understory of these trees. There is also an increase in the levels of background diffuse radiation under the evergreen canopy trees. The data obtained in the present study show that differently than the pattem observed in tropical rain forests in this semideciduous forest there are four and not only three light regimes. The gap light regime, the regime of the transition between gaps and the understory, and the regime under evergreen canopy trees occur in both types of forest, but in the semideciduos forest there is a fourth light regime, that was encountered under the deciduous canopy trees. The latitude, the deciduousness and the slope were the principal factors to determine the light regimes observed in the semideciduous forest of the SGR. The great variation and heterogeneity in the availd"bility of understory light in this semideciduous forest suggest that the dynamics and the adaptations of shrubs and trees species in tbis forest formation are different ITom those described in tropical rain forests. Observed differences in the spatial distribution of the successional ecological group individuaIs, in each of the studied areas, can be seen as a product of the historical pattems of local perturbation, the relative age, and the light regimes presents in these distinct plots of forest. Nevertheless, other factors, like allelopathic effects could also be playing a role in the organization ofthe community. The presence of different light regimes under evergreen and deciduous canopy trees, field observations and literature information, allow us to suggest that canopy forest trees can be acting like ''filters of the biodiversity" for plants developing under those trees. AlI these points suggest that there are many unanswered questions about the dynamics of Seasonal Semideciduous Forest