Potencial reprodutivo e regenerativo de espécies arbóreas em florestas secundárias na Amazônia Central

Abstract

Este estudo teve como objetivos principais: (1) Avaliar a relação entre peso de sementes, número de sementes, peso de frutos, número de frutos e número de sementes por fruto baseando-se na premissa de um modelo conceitual denominado de “seed packaging”; (2) Avaliar as relacões das variáveis de sementes e frutos (peso e número), duração da frutificação e porcentagem de germinação com a densidade de plântulas e indivíduos adultos; e (3) Avaliar os efeitos da topografia e das condições de micro-sítio sobre o banco de semente e o sucesso no estabelecimento de espécies arbóreas. O local de estudo é a área experimental do Projeto Dinâmica Biológica de Fragmento de Florestais, localizado a 80 km ao norte da cidade de Manaus, Amazonas. Para os objetivos 1 e 2, durante cerca de três anos, o acompanhamento fenológico foi realizado para 12 espécies pioneiras, para as quais a floração e frutificação foram monitoradas mensalmente. O peso de sementes e frutos, número de sementes e frutos e a taxa de germinação foram determinados para essas 12 espécies pioneiras. Foi estabelecida uma amostragem baseada em parcelas para estimar a densidade de plântulas e adultos destas espécies se estabelecendo naturalmente. Para o objetivo 3, 21 clareiras criadas artificialmente em áreas de florestas secundárias com 20 anos de idade foram estabelecidas em três posições topográficas (platô, vertente e baixio), onde tratamentos de serrapilheira (com e sem remoção de serrapilheira) e solo (com e sem revolvimento do solo) foram alocados em quatro sub-parcelas no centro de cada clareira. Mesmo fazendo parte de uma mesma guilda ecológica, as 12 espécies estudadas mostraram alta variação tanto nos padrões fenológicos, variando de padrão contínuo até supra-anual, quanto nas características reprodutivas, em que o peso e número de sementes e frutos variaram amplamente entre as espécies. O número de sementes foi relacionado parcialmente com o peso de sementes, porém quando se incorpora no mesmo modelo o peso e o número de frutos, o número de sementes foi quase completamente explicado por estas variáveis. O número de sementes por fruto foi correlacionado positivamente com o peso de frutos e número de sementes e negativamente relacionado com o peso de sementes e o número de frutos. A densidade de plântulas e adultos das 12 espécies pioneiras objetos deste estudo foi melhor explicada pelo peso e número de frutos. Após 20 anos de regeneração natural em áreas de pastagem abandonada, o banco de sementes ainda é dominado por poucas espécies arbóreas típicas de sucessão inicial. Houve um forte efeito positivo da remoção de serrapilheira e um menor efeito positivo do revolvimento de solo sobre o recrutamento de plântulas. O recrutamento e crescimento inicial também foram favorecidos em áreas de baixio, provavelmente devido à maior disponibilidade de água e maior disponibilidade de alguns nutrientes limitantes ao crescimento das plantas, como é o caso do fosforo. Os resultados deste estudo fornecem importantes ferramentas para o manejo de florestas secundárias, em que, apesar da baixa diversidade de espécies, o manejo do banco de sementes através da remoção de serrapilheira acoplado com o revolvimento do solo são ferramentas indispensáveis para ativar o banco de semente e acelerar a emergência de plântulas no estágio inicial de vida das plantas arbóreas.

The main objectives of this study were to: (1) evaluate the relationship between seed weight, seed number, fruit weight, fruit number, and seed number per fruit using a conceptual model termed "seed packaging"; (2) evaluate the relationship of seed and fruit variables (weight and number), duration of fruiting and germination with seedling and adult tree density; and (3) evaluate the effects of topography and micro-site conditions on the seed bank and establishment of tree species. The study was conducted in the experimental area of the Biological Dynamics of Forest Fragment Project, located 80 km North of Manaus, Amazonas. For objectives 1 and 2, flowering and fruiting phenology were monitored monthly amog 12 pioneer species over three years. The weight of seeds and fruits, number of fruits and seeds and germination rate were determined for each species. The density of seedlings and adult individuals was estimated using sampling plots. For objective 3, 21 artificially-created gaps in 20-year old secondary forests were established in three topographic levels (plateau, slope and bottomland), where litter (with and without litter removal) and soil treatments (soil turned and soil unturned) were allocated in four sub-plots at the center of each gap. Although the 12 pioneer species belonged to the same ecological guild, there was high variation in both phenological patterns (ranging from continuous to supra-annual) and reproductive traits, for which the weight and number of seeds and fruits varied widely among species. The number of seeds was partly related to the weight of seeds, but when incorporating number and weight of fruit into the same model, seed number was almost completely explained by these variables. The number of seeds per fruit was positively correlated with fruit weight and seed number and negatively correlated with seed weight and fruit number. The density of seedlings and adults of the 12 pioneer species were best explained by fruit weight and number. After 20 years of natural regeneration in abandoned pastures, the seed bank was still dominated by a few tree species typical of early succession. There was a strong positive effect of litter removal and a moderate positive effect of soil turning on seedling recruitment. Moreover, recruitment and initial growth were also favored in the bottomlands, probably due to the greater availability of water and fertile soils. The results of this study provide important tools for the management of secondary forests, for which the management of seed bank by removing litter coupled with soil turning are useful tools for activating the seed bank and accelerate seedling emergence.