Kageyama_Biodiversidade e restauração da floresta tropical

BIODIVERSIDADE E RESTAURAÇÃO DA FLORESTA TROPICAL Paulo Kageyama. ESALQ. USP1 & Flavio B. Gandara. ESALQ. USP2

INTRODUÇÃO

A biodiversidade vem sendo considerada a maior riqueza dos ecossistemas tropicais, principalmente em função dos grandes avanços da biotecnologia, que a tem como a matéria prima para a elaboração de novos produtos valiosos para a humanidade. A restauração dos ecossistemas tropicais degradados, portanto, não pode desconsiderar a grande diversidade existente nas florestas tropicais, quando na tentativa de reconstruir esses ecossistemas, de modo que se resgate um mínimo de forma e função inerentes aos mesmos. O objetivo deste trabalho é o de apontar, dentro dos avanços da restauração florestal, qual o papel e a importância que a biodiversidade deve ter no equilíbrio e na sustentabilidade desse novo ecossistema construído. A restauração, como definido por Engel (2000), não deve ter a pretensão de refazer uma floresta exatamente igual à que existia antes, mas sim colocar no campo uma composição de espécies, e de forma tal, que forneça condições para que essa nova comunidade tenha maior probabilidade de se desenvolver e se autorenovar, ou que tenha maior probabilidade de ser sustentável. Diante dessa perspectiva, é importante então se explicitar como se apresenta a alta diversidade das florestas tropicais, como essas espécies interagem entre si, e como as mesmas se regeneram naturalmente. Considerando que a dinâmica da floresta tropical é muito mais veloz do que se imaginava, fazendo da sucessão secundária um dos processos mais complexos e férteis para a ciência tropical, entendê-la tem mostrado caminhos importantes nas propostas de restauração. Segundo o trabalho clássico de Gomez-Pompa et al. (1972), a floresta tropical com toda sua diversidade de espécies teve que encontrar novos caminhos para regenerar sua infinidade de espécies, sendo a sucessão secundária a forma com que a natureza encontrou encontr ou para auto-regenerar a alta diversidade e complexidade 1

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dessas comunidades. Assim, considerando que as diferentes espécies têm características e comportamentos diferentes, na auto-renovação de suas populações naturais, a tentativa de separá-las em grupos ecológicos distintos tem sido essencial na regeneração artificial das espécies na restauração. Por outro lado, verifica-se que vêm se dando maior importância às espécies arbóreas nos trabalhos de restauração, em função do papel que as mesmas têm na estrutura da floresta tropical. Isso se dá, considerando que as mesmas fazem parte do dossel desses ecossistemas, e que fornecem nichos de sombra às espécies arbustivas e herbáceas, assim como ainda sustentam as espécies epífitas e lianas. Porém, é correto se iniciar a restauração somente com as espécies arbóreas? Isso aponta para que sejamos críticos em nossas ações, se temos em vista uma utopia de recuperar um ecossistema que tenha a floresta tropical natural como referência. Qual deve ser então nossa estratégia na tentativa de restaurar os ecossistemas tropicais degradados, ou quanto da diversidade de espécies e que grupos devem ser priorizados e, ainda, qual o papel dos animais na manutenção do equilíbrio desse novo ecossistema, são perguntas que somente muitos estudos nessa direção devem responder. O importante é que os estudos básicos sobre a estrutura e dinâmica das florestas tropicais vêm avançando significativamente, assim como experimentos de restauração das áreas degradadas também vêm se tornando cada vez mais comuns, o que traz alento para as muitas questões que se nos apresentam nessa importante área do conhecimento.

FLORESTA TROPICAL: BIODIVERSIDADE Biodiversidade

A biodiversidade da floresta tropical, tão propalada na atualidade, vem sendo considerada como de segurança mundial, principalmente por ser ela tão imensa e tão desconhecida, acrescida do fato que o grande avanço da biotecnologia vem mostrando que essa dádiva da evolução da natureza deve ser mantida em pé, para que a mesma seja

aproveitada como recurso para a indústria da biotecnologia. Mas o que é essa biodiversidade, por que a mesma é tão desconhecida e por que ela é tão importante? Conforme McNeely et al. (1990), a biodiversidade abrange todas as espécies de plantas, animais e microrganismos, assim como os ecossistemas e os processos ecológicos nos quais eles tomam parte. A diversidade genética, por outro lado, representa a variação herdável dentro e entre populações dos organismos (WCMC, 1992). Portanto, quando se se refere à biodiversidade e o seu papel na restauração, deve-se não só se considerar o resgate das espécies, mas sim também as suas variações tanto intra como interpopulacionais, fruto da sua evolução dentro dos ecossistemas. No entanto, deve-se enfatizar que as espécies arbóreas representam somente uma parcela de organismos da floresta tropical. Reis (1993) mostra que na Mata Atlântica do Vale do Itajaí (Sta Catarina) as árvores representam só 35% do total das espécies, as lianas somam 11%, as epífitas 31%, as arbustivas 09% e as herbáceas 14%. Dessa forma, considerar as espécies arbóreas como o arcabouço que dá a estrutra básica à floresta, formando o dossel onde se inserem os outros organismos, é a posição pragmática correta? Em que momento devem ser incorporados os outros segmentos? Assim, em relação à alta diversidade de espécies arbóreas tropicais, constata-se que esse grande número de espécies está associado a uma baixa densidade de indivíduos por unidade de área para a grande maioria delas, caracterizando as espécies denominadas raras. Essas espécies raras, que são as de maior ocorrência e são as responsáveis pela alta riqueza das florestas tropicais, devem ser bem entendidas quanto às suas características e ao seu papel na comunidade, visando incorporá-las corretamente na construção dos novos ecossistemas a serem estabelecidos. Kageyama e Gandara (1994) apontam que as espécies raras e comuns evoluíram para ocorrerem com alta e baixa densidade nas matas naturais, e que essas características devem ser respeitadas na restauração. Da mesma forma, Stella (2000 ver com Andre) mostra que espécies arbóreas raras, quando plantadas com alta (50 indivíduos/ha) e baixa (1 indivíduo/ha) densidades, apresentam maior incidência de pragas e doenças nas parcelas plantadas como raras, ou com 1 indivíduo por hectare, do que com alta densidade. Por outro lado, sabe-se que se deve incluir como parte da biodiversidade as interações essenciais entre os organismos, como por exemplo a polinização e a dispersão de

sementes, que nas florestas tropicais é na sua grande maioria por animais, e que pode-se resumir como o fluxo gênico (via pólen e sementes), e que é responsável pela existência de toda a diversidade das espécies arbóreas. Por outro lado, as relações de predação das plantas por animais são também de alta importância, já que a predação de sementes e plântulas, principalmente, são essenciais para a manutenção do equilíbrio na comunidade, mantendo a densidade natural das espécies (Janzen, 1970). Bawa (1974) mostrou que a maioria das espécies da floresta tropical da Costa Rica era preferencialmente de fecundação cruzada (alógamas), o que foi seguido por inúmeros outros estudos que confirmaram essa importante conclusão. Esse fato mudou radicalmente a visão do fluxo gênico nas espécies arbóreas tropicais, que passou a mostrar a importância vital dos animais nesse processo, e a coerência dessa polinização cruzada com a alta diversidade de espécies nos ecossistemas tropicais. Certamente, esse fato tem implicação com a forma de coleta de sementes de uma população de espécie arbórea, através de uma amostragem coerente para uma espécie alógama. Posteriormente, novamente Bawa (1985), em estudo intensivo em uma floresta natural, mostrou que a grande maioria das espécies arbóreas (97,5%) da floresta tropical estudada era polinizada por animais, sendo somente uma pequena minoria (2,5%) polinizada pelo vento. A coerência dessa afirmativa é que as espécies arbóreas anemófilas ocorriam na floresta exatamente onde o vento pode ser importante, ou nas clareiras onde ocorrem as espécies pioneiras. A preocupação, portanto, com os animais polinizadores nas ações de restauração é realmente relevante, merecendo estudos aplicados envolvendo equipes trabalhando conjuntamente as planta e seus polinizadores. Da mesma forma, os dispersores de sementes na floresta tropical têm também os animais como seus mais importantes vetores, sendo essa forma de dispersão tanto mais importante quanto mais tropical úmida for a floresta (Howe e Smallwood, 1982). Na dispersão animal, existem desde os pequenos roedores e aves que, ao se alimentarem de frutos e sementes, fazem a sua dispersão através de suas sobras, assim como os mamíferos e pássaros maiores que ingerem e defecam as sementes intactas, também fazendo a sua dispersão (Reis, 1995). Portanto, na restauração de uma área degradada, é importante que se considere as características naturais das espécies, principalmente aquelas que são adaptativas, para que a

restauração siga a estrutura e dinâmica das florestas tropicais. Assim, considera-se que as características de densidade natural, distância de vôo do polinizador e do dispersor, assim como o estágio sucessional das espécies, como essenciais nos modelos de restauração. É importante enfatizar que a grande variação entre as espécies, representada por essas características apontadas, representa e resume de certa forma a biodiversidade das florestas tropicais. Diversidade nas Populações

A restauração de áreas degradadas deve ter o objetivo não só de resgatar uma representatividade das espécies que existia naquele ecossistema a ser reconstruído, mas também a diversidade genética dentro das populações dessas espécies (Kageyama e Gandara 2000). Essa variação genética dentro das populações é a forma de assegurar que as espécies introduzidas na restauração tenham um mínimo de condições de atender a uma possível diversidade de condições ambientais, edáficas e de clima. Assim, entender as variações genéticas nas populações naturais, da infinidade de espécies da floresta tropical, é também de suma importância e exige uma estratégia para o estudo dessas espécies. No início dos estudos genéticos de florestas tropicais, devido à alta riqueza de espécies, a escolha daquelas prioritárias para pesquisa era completamente ao acaso, ou melhor, geralmente enfocando as espécies mais valiosas no momento. Somente com o avanço do conhecimento de aspectos básicos da biologia das espécies tropicais é que se constatou que a ecologia de populações estava intimamente associada com a genética de populações, revelando novos caminhos para o entendimento da estrutura genética das espécies arbóreas nativas tropicais. Assim, somente após Hamrick (1983) é que foi mostrado que a diversidade genética entre e dentro de populações de espécies vegetais estava associada ao tipo de polinização e de dispersão de sementes (fluxo gênico via pólen e sementes), assim como ao estágio de sucessão das plantas. A partir disso, uma nova perspectiva foi apontada para a possibilidade de se inferir sobre a estrutura genética (variação genética entre e dentro de populações) de espécies arbóreas através de determinadas características ecológicas das mesmas.

Assim, Hamrick & Loveless (1989) associaram os tipos de polinizadores e dispersão de sementes, quanto à distância de fluxo gênico, com as variações genéticas em populações naturais de espécies arbóreas da floresta tropical. Da mesma forma, foram correlacionadas as densidades naturais das espécies, se raras ou comuns, com as taxas de autofecundações e as variações genéticas nas suas populações naturais (Hamrick e Murawski, 1991). Dessa forma, pode-se inferir que as características de demografia e de reprodução das espécies têm associação com a forma com que as suas populações ocorrem naturalmente, sendo um subsídio importante para os modelos a serem implantados na restauração. Da mesma forma, Gandara (1996 Tese MS) e Reis (1996 Tese Dr) estudaram uma espécie arbórea rara e uma comum na Mata Atlântica, respectivamente, mostrando que a primeira espécie apresentava potencial de fluxo gênico a longa distância via pólen (950 metros), enquanto na segunda espécie esse potencial de vôo era de curta distância (56 metros). Isso aponta evidências de que a diversidade de espécies da mata natural inclui espécies com características específicas quanto à forma de dispor suas populações na comunidade, devendo isso também ser respeitado nos modelos de restauração. Por outro lado, Guries e Kageyama (2000) fizeram um resumo dos trabalhos sobre variação genética molecular em populações de espécies arbóreas neotropicais, apontando que tanto a densidade natural como o estágio sucessional afetava a estrutura genética das espécies. No caso, as espécies raras apresentavam menor variação genética dentro de populações (He=0,195) e menor taxa de cruzamento (t=0,81), comparativamente às espécies comuns (He=0,305 e t=0,94). As espécies pioneiras, por sua vez, apresentavam menor variação genética (H e=0,223) e maior taxa de cruzamento (t=0,97) do que as espécies não pioneiras (He=0,261 e t=0,82). Essas informações, apesar de necessitarem confirmações, mostram novamente que essas características afetam a diversidade das espécies, necessitando ser consideradas nos modelos de restauração (Tabela 1). Dessa forma, a diversidade de espécies, assim como a diversidade entre e dentro das populações dessas espécies, devem receber muita atenção nos trabalhos de restauração dos ecossistemas degradados, tanto na escolha das espécies, na coleta de sementes das diferentes espécies, assim como na forma de dispor as mudas dessas espécies no campo. Nesse sentido, algumas regras básicas para fornecimento dos propágulos, tais como seleção

de áreas de coleta, número de árvores mínimo para a formação de lotes de sementes e limite geográfico de utilização de uma fonte de sementes, são essenciais para que as áreas restauradas representem de fato as espécies e populações sendo resgatadas na restauração (Kageyama e Gandara, 2000). A Mata Atlântica tem recebido uma certa atenção quanto aos estudo da estrutura genética de populações naturais de espécies arbóreas, geralmente selecionando-se essas espécies para estudo com base em suas características ecológicas (demografia, reprodução e sucessão), o que já tem possibilitado inferências sobre a comunidade de espécies arbóreas deste ecossistema. Certamente, essas informações podem ser úteis na proposição de modelos de restauração que inclua a diversidade genética nas populações das espécies (Tabela 02). RESTAURAÇÃO E BIODIVERSIDADE

A restauração de áreas degradadas pode ter um papel importante na conservação da biodiversidade, desde que haja um trabalho criterioso no estabelecimento de populações representativas das espécies nativas do local a ser restaurado. Duas questões básicas podem ser apontadas quanto ao aspecto da diversidade na restauração: i) as espécies a serem utilizadas devem ser só as nativas e por que?; e ii) como a população de uma espécie deve ser representada geneticamente? Primeiro, as espécies nativas do local são as mais adequadas para uma restauração,  já que se objetiva obter um novo ecossistema o mais semelhante possível ao anteriormente existente (Engel, 2000). Por outro lado, as espécies nativas têm maior probabilidade de ter na plantação de restauração o(s) seu(s) polinizador(es) e seu(s) dispersor(es) naturais, o que é fundamental para que essa nova comunidade se autoregenere naturalmente. Da mesma forma, as espécies locais têm também maior probabilidade de ter nesse novo ambiente criado também os seus predadores, que são importantes para que ocorra um novo equilíbrio entre as plantas e os animais e microrganismos. Certamente, as espécies que se tornam invasoras são invariavelmente exóticas, e que ocupam um vazio ecológico ao não terem seus predadores naturais que evoluíram conjuntamente com as plantas,

apontando que na restauração devem ser usadas somente espécvies nativas (Carpanezzi et al. 1994). A evolução de plantas e seus organismos relacionados (animais e microrganismos), principalmente nos trópicos, faz com que haja uma forte pressão dos organismos coevoluídos sobre as plantas, fazendo com que as espécies nativas tenham mais problemas de pragas e doenças nas plantações do que as espécies exóticas. Os desastres registrados com plantações de espécies arbóreas nativas, principalmente aquelas raras (Seringueira, Cedro, Guapuruvú, etc), mostram como o cuidado com a diversidade nas plantações deve ser maior nas espécies nativas, sendo o plantio de múltiplas espécies um fator essencial para essas espécies. Por outro lado, observa-se na natureza espécies que tem ocorrência natural na forma quase pura, tal como as pioneiras nas clareiras naturais ( Trema  pachystachia, Guarantã,

micrantha, Cecropia

etc) e algumas climácicas no sub-dossel da floresta ( 

Euterpe edulis,

etc). Também, algumas espécies arbóreas raras na floresta natural ficam comuns

em florestas secundárias (  Bauhinia

forficata, Miconia cinamomifolia, etc),

podendo ser

consideradas pioneiras antrópicas (Kageyama et al., 1994), e que confirmam que certas espécies podem ocorrer com alta densidade na natureza. Certamente, isso é uma indicação de que elas podem ser plantadas em maiores densidades, sem ser acometidas por ataques de pragas e doenças. Quanto à questão da representatividade genetica intrapopulacional das espécies a comporem o plantio de restauração, tem sido colocado como uma regra básica o uso do tamanho efetivo populacional (Ne), como referencial para a formação da nova população das espécies utilizadas. Considerando as espécies arbóreas tropicais como sendo alógamas, em populações naturais não perturbadas tem-se apontado que sementes de 12-13 árvores representariam uma população (N e), com condições de atender às variações ambientais naturais do novo ambiente (baseado em Vencovsky, 1987).. Por outro lado, se as espécies forem bem amostradas geneticamente para implantação na restauração, esse novo ecossistema construído pode servir como uma reserva genética, e que seria uma metodologia intermediária entre a conservação in situ.

ex situ

ea

À maneira da agricultura, que tem a “conservação in situ do agricultor”, esta forma

pode ser denominada de “conservação

in situ

de restauração” (Kageyama, Gandara e

Vencovsky, 2000). Ademais, implicitamente, essas populações implantadas podem ser uma fonte de sementes de boa qualidade genética para ações de restauração. Resta enfatizar, novamente, que a biodiversidade não envolve somente as espécies arbóreas, englobando também os outros organismos vegetais, além da grande diversidade de animais e microrganismos, e que deve ser uma questão importante na restauração. A restauração de áreas degradadas deve ter prioridade na formação de corredores de fluxo gênico entre fragmentos, já que essa ação aumenta a probabilidade de que os outros organismos além das árvores se estabeleçam nesses ecossistemas restaurados.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

A restauração florestal, aplicada principalmente nas Áreas de Preservação Permanente (APPs), é um instrumento essencial para a recuperação de uma enormidade de áreas que foram degradadas, principalmente na Mata Atlântica, devendo ter um compromisso de aplicar todo o conhecimento básico dos ecossistemas naturais, visando tornar essa restauração sustentável. Assim, sem ser um simples reflorestamento mixto, os conhecimentos principalmente de diversidade de espécies, de sua reprodução e da sucessão ecológica natural são fundamentais para que modelos mais adequados e sustentáveis sejam gerados. Por outro lado, um plantio de restauração não deve ser visto como isolado, mas sim como parte de uma paisagem de muitos ecossistemas naturais e antrópicos, devendo levar em conta os novos conceitos de ecologia de paisagem. Dessa forma, incorporar na restauração os conceitos de fragmentação, permeabilidade da matriz, conectividade da paisagem, corredores biológicos, fluxo gênico e de organismos, conforme aponta Metzger (2000), faz avançar a visão de restauração e ampliando os horizontes das nossas ações em áreas degradadas. Ademais, associar as ações de plantio das espécies, aproveitando a nossa larga experiência de silvicultura, com as ações de propiciar condições para que a regeneração natural venha a ocorrer é uma iniciativa necessária e saudável, já que deve-se utilizar a melhor alternativa para cada situação na paisagem. Dessa forma, aproveitar o potencial do

banco de sementes do solo (espécies pioneiras) quando presente e não alterado, assim como a fonte de sementes de fragmentos vizinhos (espécies não pioneiras), é também uma ação que deve ser sempre considerada. Por último, mas não menos importante, vale enfatizar que o plantio mixto de espécies nativas, com um mínimo de diversidade e seguindo os princípios da sucessão natural, pode ser aplicado aos plantios de espécies arbóreas econômicas, com resultados similares quanto ao equilíbrio com o ambiente. A utilização da árvore no meio rural ajuda a conectividade e a permeabildade na paisagem, assim como dá alternativas econômicas ao proprietário, além de fornecer serviços ambientais múltiplos.

Bibliografia Citada

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N

He

t

Referências

Pioneiras

8

0,223

0,966

2,5,6,7,10,14,15,16

Não Puioneiras

8

0,261

0,823

1,2,3,4,8,9,11,12,13,17,18

Espécies Comuns

7

0,305

0,942

1,2,11,12,13,14,15,16,17

Espécies Raras

9

0,195

0,810

1,2.3.4.5.6.7.8.10.18

Grupos Sucessionais

Distribuição Espacial

Fontes: Guries e Kageyama (não publicado)