Dynamics and prediction of diametric structure in two Atlantic Forest fragments in northeastern Brazil

Abstract

Monitoring analyses aim to understand the processes that drive changes in forest structure and, along with prediction studies, may assist in the management planning and conservation of forest remnants. The objective of this study was to analyze the forest dynamics in two Atlantic rainforest fragments in Pernambuco, Brazil, and to predict their future forest diameter structure using the Markov chain model. We used continuous forest inventory data from three surveys in two forest fragments of 87 ha (F1) and 388 ha (F2). We calculated the annual rates of mortality and recruitment, the mean annual increment, and the basal area for each of the 3-year periods. Data from the first and second surveys were used to project the third inventory measurements, which were compared to the observed values in the permanent plots using chi-squared tests ( = 0.05). In F1, a decrease in the number of individuals was observed due to mortality rates being higher than recruitment rates; however, there was an increase in the basal area. In this fragment, the fit to the Markov model was adequate. In F2, there was an increase in both the basal area and the number of individuals during the 6-year period due to the recruitment rate exceeding the mortality rate. For this fragment, the fit of the model was unacceptable. Hence, for the studied fragments, the demographic rates influenced the stem density more than the floristic composition. Yet, even with these intense dynamics, both fragments showed active growth.

Análises de monitoramento possibilitam o entendimento dos processos que levam a mudanças na estrutura da floresta e, juntamente com estudos de predição, podem auxiliar no planejamento do manejo e conservação de remanescentes florestais. O objetivo deste trabalho foi analisar a dinâmica de dois fragmentos de Floresta Atlântica no estado de Pernambuco, Brasil e predizer a estrutura diamétrica, empregando o modelo de cadeia de Markov. Foram utilizados dados do inventário florestal contínuo com três ocasiões, para dois fragmentos florestais, com 87 ha (F1) e 388 ha (F2). Foram calculadas taxas anuais de mortalidade e recrutamento, incremento médio anual e área basal para todos os períodos analisados. Os dados obtidos na 1a e 2a ocasiões foram utilizados para realizar a projeção para 3a ocasião, que foi comparada aos dados observados nas parcelas permanentes empregando o teste Qui-quadrado (  = 0.05). Em F1, houve redução no número de indivíduos, devido às taxas de mortalidade que foram superiores ao recrutamento; porém, houve um ganho de área basal. Nesse fragmento, o ajuste do modelo de Markov foi satisfatório. Em F2, houve aumento na área basal e no número de indivíduos no período de seis anos em função da taxa de recrutamento superior à mortalidade. O modelo não foi eficaz para realizar a predição. Portanto, para os fragmentos estudados as taxas demográficas influenciaram mais a densidade do que a composição florística. Mesmo com a intensa dinâmica, os fragmentos mostraram crescimento ativo.