Forest regeneration related to logging gap sizes: implications for sustainable forest management

The conviction on the capacity of forest regeneration is one of the backbones of the sustainable forest management in a long term. The performance of the regenerative process, however, depends on the damage intensity of the logging activity, which can be reduced according to science-base interventions on suitable criteria to direct the good practices. In this sense, the aim of this study is to evaluate the effect of different sizes of logging gaps on forest regeneration. The study was carried out in eastern Amazonia (Paragominas, Pará state, Brazil). We evaluated and monitored links of the regenerative process (e. g., herbivores vertebrate, seed rain, climatic factors) and/or others direct attributes of the regeneration (e. g., plant density, species richness, growth, recruitment, mortality) in two study sites. At Rio Capim ranch, with recent logging, fifteen 1.3 year old logging gaps were selected in an area of 300 ha of reduced impact logged forest and monitored for fifteen months. These gaps comprised three size categories: five small gaps (30-100 m2), five medium gaps (500-800 m2) and five large gaps (> 1.500 m2). At Cauaxi ranch, with old logging activity, twelve 8.5 years old logging gap had the direct attributes of its regeneration evaluated. The size categories were as above, except the larger gaps were smaller (1,000-1,400 m2). Our prediction is that higher species richness will occur in places of intermediary disturbances, in this case, in medium gaps (sensu Connell, 1978). Overall, this hypothesis was not confirmed. In Rio Capim ranch (1.3 year post-logging), although the larger gaps presented the lowest plant richness, the medium gaps were not the richest in species. Larger gaps showed more divergences to closed forest (control), they had higher temperatures, higher density, higher plant height growth, and higher vine growth. In medium gaps, the vines and pioneers species had also higher growth than in closed forest. The small gaps were more similar to closed forest, only differing on its higher pioneer density and growth (except vine growth). Both the seed rain and the impact of the herbivores on regeneration were indifferent to gap sizes, but show dependence on punctual features, such as presence of feeding sources to fauna and to seed production. The old gaps of Cauaxi ranch showed no significant differences among sizes and closed forests. Comparatively, the old gaps had lower density and higher relative species richness than younger gaps. According to our results and their potential implications to forest regeneration, the main recommendation of this study is that large gaps must be avoided. The small and medium gaps congregate more fortunate attributes to the sustainability of the timber management.The Conservation, Food and Health FoundationCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorA crença na capacidade de regeneração florestal é um dos principais sustentáculos da concepção de manejo madeireiro sustentável em longo prazo. O desempenho do processo regenerativo, por sua vez, depende da intensidade dos danos causados pela atividade madeireira, os quais podem ser reduzidos desde que se disponha de dados sistemáticos que orientem critérios adequados ao bom manejo florestal. O presente estudo, realizado em Paragominas, Pará, tem como objetivo avaliar como o tamanho das clareiras afeta a regeneração florestal. Para efetivar essa avaliação, foram monitorados elos do processo regenerativo (e. g., herbívoros vertebrados, chuva de sementes, fatores físicos) e/ou vários atributos diretos da regeneração (e. g., densidade, riqueza, crescimento, recrutamento, mortalidade de plantas) em dois sítios do referido município. Na Fazenda Rio Capim, com exploração recente, quinze clareiras com idade de 1,3 ano foram selecionadas em cerca de 300 ha de floresta explorada sob impacto reduzido e monitoradas durante 15 meses. As clareiras compreenderam três categorias de tamanho: 05 pequenas (30-100 m2), 05 médias (500-800 m2) e 05 grandes (> 1.500 m2). Na Fazenda Cauaxi, com exploração antiga, somente os atributos diretos da regeneração foram avaliados em doze clareiras com 8,5 anos de idade, sendo quatro de cada categoria de tamanho acima mencionada, exceto as clareiras grandes que foram menores (1.000-1.400 m2). A hipótese geral deste estudo é que o comportamento dos diversos fatores analisados favorecerá maior riqueza de espécies em regime de distúrbios intermediários, neste caso, em clareiras médias (sensu Connell, 1978). De modo geral, essa hipótese não foi corroborada. Na Fazenda Rio Capim (1,3 ano pós-exploração), apesar das clareiras grandes terem sido significativamente mais pobres em espécies do que todos os demais ambientes, as clareiras médias não foram aquelas que apresentaram maior riqueza. Dentre os tamanhos de clareiras analisados, as clareiras grandes foram as que mais se diferenciaram da condição controle (floresta fechada), apresentando maiores temperaturas, maior densidade e crescimento da regeneração e maior taxa de crescimento de cipós. Nas clareiras médias, os cipós e espécies pioneiras também cresceram significativamente mais rápido do que nas clareiras pequenas e floresta fechada. As clareiras pequenas foram mais semelhantes à floresta fechada, diferindo apenas por sua maior densidade de indivíduos de espécies pioneiras e maior taxa de crescimento da regeneração (exceto cipós). A chuva de sementes e o impacto de mamíferos herbívoros sobre a regeneração foram indiferentes ao tamanho das clareiras, mas mostraram-se dependentes de características pontuais, como presença de fontes alimentares para atrair fauna e fornecer sementes. As clareiras antigas (8,5 anos) da Fazenda Cauaxi não apresentaram nenhuma divergência significativa entre si nem com a amostra controle. Comparativamente com as clareiras jovens, as clareiras antigas denotaram menor densidade e maior riqueza relativa. Considerando-se todas as diferenças observadas entre os diferentes tamanhos de clareiras e floresta fechada e suas potenciais implicações sobre o processo regenerativo, recomenda-se que grandes clareiras sejam evitadas. As clareiras pequenas e médias reúnem mais atributos favoráveis à sustentabilidade do manejo madeireiro