Characterization of Shifting cultivation systems practiced by traditional communities of Cananéia, São Paulo, Brazil: implications over time on floristic diversity, carbon stocks and soil fertility

O bioma Mata Atlântica é reconhecido pela sua alta biodiversidade e alto grau de endemismo, ao mesmo tempo em que é considerado um dos biomas mais ameaçados no planeta. O uso de recursos naturais por populações tradicionais que vivem e mantêm seus modos de vida nos remanescentes deste bioma gera conflitos de interesse pelo uso da terra, levantando preocupações em relação à manutenção das comunidades e à preservação dos ecossistemas naturais. Para superar estes conflitos, é necessário compreender as múltiplas relações das pessoas com o meio, avaliando o impacto de suas ações ao longo do tempo. Os sistemas agrícolas itinerantes (SAIs) consistem no cultivo de áreas rotacionadas em uma matriz florestal, por meio da derrubada e queima da biomassa arbórea com posterior aproveitamento das cinzas e material orgânico acumulado sobre o solo durante o período de sucessão secundária. As áreas são cultivadas por um curto período e depois deixadas em pousio por um intervalo de tempo mais longo. Apesar da ancestralidade dos SAIs, ainda há controvérsias sobre a viabilidade deste sistema extensivo. Assim, este estudo buscou verificar o efeito dos sistemas agrícolas itinerantes com o uso de fogo sobre a diversidade biológica e suas relações com a fertilidade do solo e estoques de carbono, tecendo comparações com áreas de floresta preservada. Foram estudados sistemas de agricultura itinerante caiçara praticados nas comunidades Bairro Santa Maria (em Floresta Ombrófila Densa de Terras Baixas) e RDS Itapanhapima (em Floresta de Restinga), do município de Cananéia - SP. As áreas em cultivo sob pousio e os fragmentos de floresta preservada de sete famílias caiçaras foram selecionados com base em critérios de histórico de uso, condições ambientais e técnicas de manejo do fogo. Estas áreas foram avaliadas em cronossequência para verificar eventuais alterações no tempo, sobre os estoques de carbono acima, sobre e abaixo do solo, a estrutura e a composição florística e os estoques de nutrientes do solo. Para verificar as mudanças, estabeleceu-se comparações com parcelas de floresta nativa preservada sem histórico de uso (controle). A biomassa florestal e os estoques de carbono de parte aérea e de raízes da vegetação em pousio se recuperam a níveis equivalentes às áreas de floresta preservada após 30 anos em Floresta Ombrófila Densa de Terras Baixas (FODTB) e em 10 anos em Floresta de Restinga. O manejo agrícola itinerante não afeta significativamente as características químicas dos solos de Restinga e FODTB. Os efeitos imediatos em função da deposição de cinzas, não se mantêm ao longo do ciclo de pousio. Aparentemente, as condições edáficas e hidráulicas de cada Restinga específica apresentam limitações que impõem o tipo de comunidade vegetal que nelas será desenvolvida. Já nas áreas em FODTB a partir de 60 anos de pousio, as florestas secundárias apresentaram características equivalentes às florestas preservadas, porém alguns parâmetros relevantes para avaliar a dinâmica florestal como a proporção de espécies zoocóricas e de pioneiras já foram atingidos a partir de 5 e 30 anos, respectivamente, quando 21 e 56% das espécies arbóreas do local já se encontrava restabelecida. Considera-se que as florestas secundárias formadas pelos sistemas de agricultura itinerante além de darem suporte às populações tradicionais contribuem à conservação de recursos naturais por manterem a cobertura florestal nativa, garantindo conectividade e reduzindo o efeito de borda sobre as florestas preservadas. Além disso prestam serviços ecossistêmicos como estocagem de carbono, provisão de alimentos para a fauna associada e ciclagem de nutrientes. Conclui-se que os SAIs estudados mantêm a fertilidade do solo, recuperam os estoques de carbono perdidos pelo corte e queima da biomassa acima do solo e, contribuem à conservação diversidade De outro modo, parecem ser necessários ajustes no planejamento desta atividade para que o tempo de pousio seja suficiente. No atual estado de conhecimento, a manutenção das inúmeras modalidades de SAIs não pode ser categorizada como benéfica, danosa ou neutra ao conjunto das implicações envolvidas nas relações humanas ou à ecologia florestal, na área de abrangência do presente estudo.The Atlantic Rainforest biome is recognized for high diversity and endemism. At the same time, it is considered one of the most threatened biomes on the planet. The use of natural resources by traditional populations that live and maintain their ways of life in the remnants of this biome generates conflicts of interest on the land use, raising concerns about the maintenance of communities and the conservation of natural ecosystems. To overcome this situation, it is necessary to understand the various relationships between people and the environment, evaluating their actions over time. Shifting cultivation systems (SAIs) consist of cultivating areas rotated in a forest matrix, through slash-and-burn of the biomass with subsequent use of ashes and organic material accumulated over the soil during secondary succession. Areas are cultivated for a brief period and then left fallow for a longer period. Despite the ancestry of these systems, there is still controversy about the viability of this extensive agricultural system. Thus, this study aims to verify the effect of shifting cultivation systems with the use of fire on biological diversity and its relationship with soil fertility and carbon stocks, making comparisons with areas of preserved forest. We studied swidden agriculture practiced by Caiçaras living in the communities Bairro Santa Maria (in Lowland Evergreen Dense Forest domain) and RDS Itapanhapima (in sandy vegetation named Restinga Forest domain), in the municipality of Cananéia SP. The cultivated plots, fallow areas and preserved forest fragments belonging to seven Caiçara families were selected based on criteria of historical use, environmental conditions and fire management techniques. These areas were evaluated in chronosequence to verify any alterations in time, regarding above, below and over the ground carbon stocks; floristic structure and forest composition; soil nutrient stocks. Data from fallow plots was compared to parcels of preserved native forest, with no history of use (control). Forest biomass and carbon stocks of shoots and roots of fallow vegetation recover to levels equivalent to preserved forest areas after 30 years in Lowland Dense Ombrophilous Forest (FODTB) and 10 years in Restinga Forest. Shifting agricultural management does not significantly affect the chemical characteristics of Restinga and FODTB soils. The immediate effects due to ash deposition are not maintained throughout the fallow cycle. Apparently, the edaphic and hydraulic conditions of each specific Restinga present limitations that impose the type of plant community that will be developed in them and a shorter period (15 years) to return to their fertility. In the areas in FODTB after 60 years of fallow, secondary forests showed characteristics equivalent to preserved forests, but some parameters relevant to the assessment of forest dynamics, such as the proportion of zoochoric and pioneer species, have already been reached after 5 and 30 years. Years, respectively, when 21 and 56% of the local biodiversity was already restored. It is considered that secondary forests formed by shifting agriculture systems, in addition to supporting traditional populations, contribute to the conservation of natural resources by maintaining native forest cover, ensuring connectivity and reducing the edge effect on preserved forests. In addition, they provide ecosystem services such as carbon storage, provision of food for the associated fauna and nutrient cycling. It is concluded that the SAIs studied maintain soil fertility, recover the carbon stocks lost by cutting and burning aboveground biomass, and contribute to the conservation of diversity. Otherwise, adjustments in the planning of this activity seem to be necessary so that the time of fallow is sufficient. In conclusion, the maintenance of the numerous modalities of SAIs cannot be categorized as beneficial, harmful or neutral to the set of implications involved in human relations or forest ecology, in the studied area