Aspectos dendroecológicos e dendroclimatológicos de Calophyllum brasiliense Cambess. (Calophyllaceae) ocorrendo em diferentes tipologias de áreas úmidas no Brasil

Brazil is a country of continental proportions which has 20% of its territory covered by wetland systems, distributed over all its biomes. These systems are extremely valuable, since they shelter and provide genetic resources and a huge biodiversity of flood-tolerant organisms. Wetlands also have a crucial function on the balance of the hydrological cycles and the global climate. However, any change in the hydrological cycle may strongly affect these ecosystems, since the hydrological regime is the controlling factor of the ecosystem’s biological processes. Wetlands are under great pressure due to economic development and urbanization, involving hydroelectric power plant constructions, mining and agricultural expansion. Climate change scenarios suggest temperature rise and alterations on the precipitation seasonality and amount, which can seriously affect these systems. The elaboration of conservation and management strategies for these ecosystems demands a better understanding of the hydrological and ecological processes, as well as an understanding about climate change impacts in these areas. Thus, this study aimed to contribute to the knowledge on tree growth dynamics of the Neotropical species Calophyllum brasiliense Cambess (Calophyllaceae) associated to wetlands, and found in all the Brazilian biomes. Based on tree-ring analysis it was possible to model growth of this species in diameter and volume in wetlands distributed along the Amazonian, Cerrado, Pantanal and Coastal Atlantic Forest biomes, to define criteria for forest management such as the felling cycle and minimumlogging diameters to improve practices of natural resource management of this economic important tree species. Furthermore, this study evaluated how large-scale climate phenomenon, such as El Niño-South Oscillation (ENSO) and the Tropical Atlantic meridional mode, and local climate variables such as precipitation, temperature and hydrology, affect tree growth of C. brasiliense in geographical extremes. The tree-ring analysis showed that the species presents a wide variation of diameter increment rates, which must be considered when establishing strategies for management and conservation. Moreover, estimated maximum age of C. brasiliense was almost 500 years in the nutrient-poor blackwater floodplains in Central Amazonia (igapó), however, despite the large geographical occurrence the species is not adequate for the reconstruction of climate and hydrological patterns since the majority of the individuals are not long-lived. Sea surface temperature anomalies, both in the Equatorial Pacific and in the Tropical Atlantic, have different impacts on C. brasiliense growth depending on where the species was found.O Brasil, um país de dimensões continentais, possui cerca de 20% de seu território ocupado por sistemas de áreas úmidas, distribuídas ao longo de todos os biomas. São de grande importância, pois funcionam como abrigo e fonte de alimentos para uma infinidade de organismos, influindo no balanço do ciclo hidrológico e na estabilização do clima global. Contudo, alterações em qualquer dos componentes do ciclo hidrológico podem afetar estes ecossistemas fortemente, pois o fator controlador de seus processos biológicos é o regime hidrológico. São regiões que vêm sofrendo grandes pressões relacionadas ao desenvolvimento econômico e urbanização, envolvendo construções de hidrelétricas, mineração e expansão da fronteira agrícola. Previsões de mudanças do clima preveem alterações da sazonalidade e quantidade da precipitação e aumentos de temperatura, os quais podem afetar seriamente estes sistemas. Entretanto, elaboração de estratégias de conservação e manejo de áreas úmidas demanda maior entendimento dos processos hidrológicos e ecológicos, bem como dos impactos das mudanças do clima a que estas áreas estão sujeitas. Neste sentido, este trabalho tem por objetivo contribuir com o entendimento da dinâmica de crescimento arbóreo de uma espécie de distribuição neotropical associada aos ambientes de áreas úmidas, encontrada em todas as bacias hidrográficas brasileiras. A partir da análise de anéis de crescimento arbóreo de Calophyllum brasiliense Cambess. (Calophyllaceae) foi possível modelar o crescimento da espécie em áreas úmidas distribuídas ao longo dos biomas Amazônico, Cerrado, Pantanal e Mata Atlântica, estabelecer estratégias de ciclo de corte, diâmetro de derrubada e discutir as atuais práticas de manejo florestal desta espécie segundo o sistema GOL desenvolvido por Schöngart, (2008). Além disso, este estudo avaliou como fenômenos climáticos de larga escala, como eventos de El Niño - Oscilação Sul (ENOS) e o modo meridional de anomalias do Atlântico Tropical, e variáveis climáticas locais como a precipitação, temperatura e hidrologia afetam o crescimento arbóreo de C. brasiliense ocorrendo em extremos geográficos. As análises de anéis anuais mostram que a espécie apresenta uma ampla variação nas taxas de incremento arbóreo, o que deve ser considerado no estabelecimento de estratégias de manejo. Idades máximas estimadas chegam a quase 500 anos, porém a espécie não é adequada para a reconstrução de parâmetros climáticos e hidrológicos, pois a maioria dos indivíduos não é longeva. Anomalias de temperatura da superfície do mar, tanto no Pacífico Equatorial quanto no Atlântico Tropical, têm diferentes impactos no crescimento de C. brasiliense dependendo da posição geográfica em que a espécie se encontra

Dendrochronological records of a pioneer tree species containing ENSO signal in the Pantanal, Brazil

The Pantanal is subjected to a monomodal and predictable flood pulse of low amplitude which is the main driver of ecological processes and patterns of biodiversity in one of the largest wetlands in the world. Nevertheless, little is known about how the plant communities of this wetland respond to predicted climate changes. In this paper, we used tree-ring analyses of Vochysia divergens Pohl (Vochysiaceae), a light-demanding pioneer species that occurs in periodically or short-term flooded areas in the Cerrado and Pantanal. We evaluated the influence of precipitation and water level on the growth rates of this species, where it occurs, to determine how local climatic variables (precipitation and water level) influence tree growth and how a large-scale climatic driver in the tropical eastern Pacific (El Niño events) could affect both tree growth and local climate in the northern region of the Pantanal. The indexed tree-ring chronology of eight individuals had a significant relationship with annual precipitation (r = 0.22). Interannual variations of the water level did not affect tree growth. Sea surface temperature anomalies of the El Niño 1 + 2 region lead to decreased precipitation in the northern region of the Pantanal, resulting in decreased diameter increments of V. divergens. Our results demonstrated the dendrochronological potential of V. divergens for analyzing climate–growth relationships for developing climate-sensitive proxies for reconstructing past climatic conditions. © 2018, Botanical Society of Sao Paulo

Modelos de crescimento de quatro espécies madeireiras de floresta de várzea da amazônia central por meio de métodos dendrocronológicos

Timber harvesting is an important economic activity in nutrient-rich floodplain forests (várzea) of Central Amazonia. In the Western Amazon basin of Brazil and Peru, access to terra firme forests is restricted due to the absence of a road network. Still, 60 90% of the local and regional markets are provided with timber obtained from the floodplain forests. Costs for logging are lower in the floodplain forests (US$6.73 m 3) as in the non-flooded terra firme forests (US$ 14.32 m 3) due to the easier access and lower energy costs. Timber harvesting is based on a forest management plan applying felling cycles of 25-35 year an diameter cutting limits of 50 cm. Tree-ring analysis (dendrochronology) is a powerful tool to determine tree ages and wood growth providing data for long-term growth patterns and forest dynamic as a basis for the development of sustainable forest management systems. This study aims to model growth patterns of Hura crepitans L. (Euphorbiaceae), Cedrela odorata L. (Meliaceae), Ocotea cymbarum Mez (Lauraceae), and Sterculia elata Ducke. (Malvaceae), tree species of commercial importance in the central Amazonian várzea. Based on the growth patterns species-specific felling cycles and minimum logging diameter are estimated to support the development of future management plans towards sustainability in the Mamirauá Reserve of Sustainable Development (MRSD). From every tree species tree heights and diameter at breast height ≥ 10cm were measured from 20 individuals. A total of 20 stem disks and 110 cores of 5 mm diameter were collected using an increment borer. The cores were progressively polished with sanding paper to describe and analyze wood anatomical patterns as a key for a successful dendrochronological study. The analyses were performed in the Dendrochronology Laboratory of INPA/Max-Planck project in Manaus. Tree age was determined by ring-counting and diameter increment rates were determined by ring-width measurements using a digital measuring device (LINTAB). Based on the data set of tree age, diameter and tree height, growth models were developed for each species based on significant age-diameter and diameter-height relationships to estimate volume growth. The diameter of the maximum current volume increment was defined as minimum logging diameter (MLD). The MLD of the studied tree species varied between 37,6 cm (C. odorata) and 128,8 cm (H. crepitans). The felling cycle was estimated by the mean passage time of 10 cm diameter classes until reaching the derived MLD. Felling cycles varied between 9,7 years (H. crepitans and S. elata) and 12,0 years (C. odorata), much lower than applied in the current management practices based on forest legislation and normative instruction of the Brazilian Environmental Agencies (IBAMA). The results indicate that current forest management practices are inefficient to manage the timber stocks of the studied commercial tree species. Management plans must consider species-specific growth rates to guarantee a sustainable forest management. viA exploração madeireira tem papel de destaque nas Florestas de Várzea devido à facilidade de acesso aos recursos, alta abundância natural de espécies madeireiras e tipo de operação de extração acarretando baixos custos da madeira. Atualmente os planos de manejo florestal são baseados em normas restritivas de ciclos de corte entre 25 e 35 anos e diâmetro mínimo de derrubada (DMD) de 50 cm, o que têm ocasionado superexploração e subutilização do potencial madeireiro. Neste sentido, a Dendrocronologia, método baseado na análise de anéis anuais na madeira, torna-se importante ferramenta, fornecendo dados de longos períodos de crescimento e estimativas acuradas da idade das árvores, para o entendimento da dinâmica da floresta e desenvolvimento de sistemas de manejo florestal sustentados. Este trabalho teve como objetivo modelar padrões de crescimento da madeira de Hura crepitans L. (Euphorbiaceae), Cedrela odorata L. (Meliaceae), Ocotea cymbarum Mez (Lauraceae), Sterculia elata Ducke. (Malvaceae), espécies de importância econômica na exploração madeireira das Florestas de Várzea da Amazônia, para definir ciclos de corte e diâmetro mínimo de derrubada subsidiando futuros planos de manejo florestal sustentável dentro da MRDS. Para tanto, foram selecionados 20 indivíduos de cada espécie e feitas medidas do diâmetro na altura do peito (DAP) com ≥ 10 cm e estimativas da altura das árvores. Amostras de 5 mm de diâmetro da madeira foram coletadas com auxílio de broca dendrocronológica, coladas em suporte de madeira e lixadas em seqüência progressiva até granulação de 600. As análises foram realizadas no Laboratório de Dendrocronologia do Projeto INPA/Max-Planck em Manaus. A determinação da idade foi feita por contagem direta dos anéis e taxas de incremento radial foram geradas por medições da largura dos anéis com o sistema de análise digital com precisão de 0,01 mm (LINTAB), permitindo construção de curvas cumulativas do diâmetro médio para cada indivíduo. Os resultados mostram que as quatro espécies apresentam comportamentos de crescimento arbóreo diferenciados