Search

Ambitious pledges to restore over 400 million hectares of degraded lands by 2030 have been made by several countries within the Global Partnership for Forest Landscape Restoration (FLR). Monitoring restoration outcomes at this scale requires cost-effective methods to quantify not only forest cover, but also forest structure and the diversity of useful species. Here we obtain and analyze structural attributes of forest canopies undergoing restoration in the Atlantic Forest of Brazil using a portable ground lidar remote sensing device as a proxy for airborne laser scanners. We assess the ability of these attributes to distinguish forest cover types, to estimate aboveground dry woody biomass (AGB) and to estimate tree species diversity (Shannon index and richness). A set of six canopy structure attributes were able to classify five cover types with an overall accuracy of 75%, increasing to 87% when combining two secondary forest classes. Canopy height and the unprecedented “leaf area height volume” (a cumulative product of canopy height and vegetation density) were good predictors of AGB. An index based on the height and evenness of the leaf area density profile was weakly related to the Shannon Index of tree species diversity and showed no relationship to species richness or to change in species composition. These findings illustrate the potential and limitations of lidar remote sensing for monitoring compliance of FLR goals of landscape multifunctionality, beyond a simple assessment of forest cover gain and loss.

Soil phosphorus (P) is a major driver of forest development and a critically limited nutrient in tropical soils, especially when topsoil is removed by mining. This nutrient can be present in soils in the form of different fractions, which have direct consequences for P availability to plants and, consequently, for restoration success. Therefore, understanding how the stocks of different soil P fractions change over the restoration process can be essential for guiding restoration interventions, monitoring, and adaptive management. Here, we investigated the recovery of soil P fractions by forest restoration interventions on bauxite mine sites in the Brazilian Atlantic Forest. We assessed the concentration of different fractions of soil organic and inorganic P at (1) a bauxite mine prepared for restoration; (2) two former bauxite mines undergoing forest restoration for 6 and 24 years; and (3) an old‐growth forest remnant. Overall, restored areas recovered levels of labile organic P (Pₒ‐NaHCO₃) at 5–40 cm and of moderately labile organic P (Pₒ‐NaOH) at different depths, exhibiting concentrations similar to those found in a conserved forest. The use of P‐rich fertilizers and forest topsoil may have greatly contributed to this outcome. Some other fractions, however, recovered only after 24 years of restoration. Other inorganic P fractions did not differ among mined, restored, and conserved sites: nonlabile Pᵢ (residual P and P‐HCl), labile Pᵢ (Pᵢ‐NaHCO₃), and moderately labile Pᵢ (Pᵢ‐NaOH). Forest restoration was able to promote efficient recovery of important soil P fractions, highlighting the value of restoration efforts to mitigate soil degradation by mining.

O enriquecimento com diferentes formas de vida, como com epífitas, é fundamental para o desenvolvimento de florestas em restauração, em paisagens fragmentadas, onde a dispersão natural é limitada. Epífitas são plantas que crescem sobre outras (forófitos). Têm papel ecológico importante, realizando ciclagem de nutrientes e oferecendo microambientes e alimentos a outras formas de vida. Características de forófitos, clima e microclima influenciam populações locais de epífitas. Para aumentar o sucesso do enriquecimento em florestas em restauração, é importante determinar quais filtros podem atuar no processo. Fizemos o censo de áreas que receberam autorização para supressão vegetal e obtivemos que, a cada ano, cerca de 500 ha de Florestas Estacional Semidecidual e Ombrófila Densa, em diferentes estágios de regeneração, são desmatados, apenas no estado de São Paulo. Elas podem fornecer material que pode ser recuperado e empregado na restauração de outras florestas. Neste trabalho, damos enfoque às epífitas que podem ser disponibilizadas a partir desse desmatamento. Transferimos 360 indivíduos de seis espécies delas, entre Bromeliaceae (Aechmea bromeliifolia e Tillandsia pohliana), Orchidaceae (Catasetum fimbriatum e Rodriguezia decora) e Cactaceae (Lepismium cruciforme e Rhipsalis floccosa) para duas Florestas Estacionais Semideciduais em processo de restauração, uma com 13 anos e outra com 23. As médias anuais de cobertura de dossel, entre os forófitos escolhidos, variaram entre 62,2 e 85,0% na floresta de 13 anos e entre 79,3 e 92,9% na floresta de 23 anos. Taxas de sobrevivência das diferentes espécies de epífitas foram superiores em floresta mais jovem, variando de 63.33 a 100%, enquanto em floresta mais madura variaram entre 55,17 e 89,66%. Transplantes usando fibra de palmeiras, capaz de reter água, e realizados no início de estação chuvosa podem ter explicado o maior sucesso em floresta mais nova. Taxas de sobrevivência, fixação, ramificação, floração e frutificação não estiveram relacionadas à espécie de forófito, à rugosidade de casca ou à posição de transplante. Por outro lado, elas estiveram relacionadas às espécies das próprias epífitas. Apenas em algumas situações e para determinadas espécies, taxas de fixação, ramificação e reprodução sexuada estiveram relacionadas aos valores de cobertura de dossel. Animais podem ter importantes papéis como polinizadores e dispersores de epífitas, o que mostra que sua presença na floresta é fundamental para a permanência dessas plantas em longo prazo. Ao final, separamos as principais conclusões tiradas deste trabalho e fizemos um guia de procedimentos práticos a serem adotados no enriquecimento de florestas em restauração usando epífitas provenientes de florestas a serem suprimidas. Enrichment using non-arboreal life forms, such as epiphytes, is critical to the development of forests under restoration, in fragmented landscapes, where natural dispersal is scarce. Epiphytes are plants that grow on top of other plants (phorophytes). They play very important ecological role, performing nutrient cycling and providing microenvironments and food to other life forms. Features of phorophytes, climate, and microclimate influence local diversity of epiphytes. In order to improve success of enrichment in areas under restoration, it is important to determine what filters may play a role in this process. We censused areas that received authorization for vegetation removal and found out that, every year, about 500 ha of Semideciduous Seasonal Forests and Rainforests, in different regeneration stages, are legally cut down, only in the state of Sao Paulo. They can provide material that can be recovered and used to restore other forests. In this work, we focused on the epiphytes that may become available from deforestation. We transferred 360 individuals of six species of this life form among Bromeliaceae (Aechmea bromeliifolia and Tillandsia pohliana), Orchidaceae (Catasetum fimbriatum and Rodriguezia decora) and Cactaceae (Lepismium cruciforme and Rhipsalis floccosa) to two different Semidecidual Seasonal Forests in process of restoration, one of them was 13 years old and the other, 23 years old. Annual canopy cover averages provided by diffferent phorophytes ranged from 62.2 to 85.0% in 13-year old forest and from 79.3 to 92.9% in 23-year-old forest. Survival rates of epiphytes species were higher in the younger forest, from 63.33 to 100%, compared to the ones obtained in the more mature forest, from 55.17 to 89.66%. Transplants performance using palm tree fiber, which enables higher water retention, and at the beginning of rainy season may have been responsible for higher survival rates in the young forest. Survival, rooting, sprouting, flowering and fruiting rates were not related to phorophyte species, to their bark roughness nor to the position of transplantation. On the other hand, they were always relatated to epiphyte species. Only in some cases and for determined species, rooting, sprouting, flowering and fruiting were related to canopy cover. Animals can play important roles as pollinators and dispersers of epiphytes, which shows that their presence in forests is fundamental for the long-term persistance of these plants. In the end, we gathered the main results taken from this work and organized a guide of practical procedures to be adopted in enrichment of areas using epiphytes from forests about to be suppressed.

Ações de restauração ecológica muitas vezes são requeridas como ferramentas para adequação de propriedades rurais às leis vigentes, para a conservação da biodiversidade e manutenção dos serviços ecossistêmicos em áreas públicas e privadas. Deste modo, o desenvolvimento de métodos de baixo custo e que possam ser aplicados em larga escala tem grande relevância ecológica, econômica e social, pois além de aplicados em médias e grandes propriedades, têm especial aptidão para serem usados pelos pequenos proprietários. Neste contexto, o presente estudo tem como objetivo geral: i) avaliar, por meio de dois experimentos, a sobrevivência e o crescimento de indivíduos de espécies arbustivo-arbóreas da Floresta Estacional Semidecidual introduzidas por meio de semeadura direta ou plantio de mudas; e ii) avaliar a possibilidade de se controlar as gramíneas competidoras nas entrelinhas por meio da capina tradicional, da criação de um dossel transitório nas entrelinhas pela semeadura de milho, ou pelo aumento da área das copas via poda da gema apical das espécies de recobrimento. O primeiro experimento constituiu-se da semeadura direta de 36 espécies arbustivo-arbóreas aliada ao plantio de milho na entrelinha como forma de controle de gramíneas invasoras. Resultados mostram que 77,8% das espécies semeadas emergiram, o número de indivíduos encontrado, quando comparado ao número de indivíduos esperados, representou apenas 8% dos mesmos. As espécies com maiores taxas de emergência foram Hymenaea courbaril, Pterogyne nitens, Chrysophyllum gonocarpum, Peltophorum dubium e Mabea fistulifera, representando mais da metade dos indivíduos encontrados. Com relação ao plantio do milho, observou-se que sua presença controlou como desejado as gramíneas invasoras. No segundo experimento, realizou-se o plantio em linhas de mudas de espécies arbóreas aliado a duas estratégias para controle de gramíneas invasoras, criação de um dossel transitório pelo plantio do milho nas entrelinhas, ou a indução do aumento da área das copas de indivíduos das espécies de recobrimento por meio da poda de suas gemas apicais. A sobrevivência dos indivíduos não foi influenciada pela presença do milho e poda das gemas apicais das espécies de recobrimento. O número de bifurcações dos indivíduos podados aumentou. Todavia, a área da copa foi, até os nove meses de observação aqui realizados, menor nos indivíduos podados do que nos não podados. O plantio de milho nas entrelinhas evitou que a área fosse colonizada significativamente por gramíneas invasoras, exercendo um controle sobre essas espécies similar àquele do controle tradicional com capina química. Logo, a utilização do milho para controle de gramíneas é indicada nas ações de restauração, por proporcionar a redução dos custos de restauração, reduz-se os riscos de contaminação química do meio ambiente e do trabalhador rural, e possibilita uma geração de renda proveniente da produção do milho. Além das vantagens ecológicas e econômicas, o milho apresenta uma vantagem social, pois ele torna a prática da restauração mais atrativa para os pequenos produtores, e como consequência há um maior envolvimento dos mesmos nas ações de adequação ambiental de suas propriedades. Ecological restoration actions are often required as tools for adapting rural properties to existing laws for biodiversity, conservation and maintenance of ecosystem services in public and private areas. Thus, it is necessary to develop techniques that present affordable costs of implantation and maintenance, and that provide a diversification of the income of the owner, through a direct and short term economic return. In this context, the present study aims to evaluate, through two experiments, the survival and growth of individuals of shrub-tree species of the Semideciduous Seasonal Forest introduced through direct sowing or planting of seedlings, and the possibility and differences in controlling invasive grasses between the lines through traditional weed control, the creation of a transitional canopy between the lines by sowing maize, or by increasing the area of the canopies via pruning of the apical bud of some species. The first experiment consisted of the direct seeding of 36 shrub-tree species of the Semidecidual Seasonal Forest allied to the planting of maize in the interline as a form of control of invasive grasses. The results of this experiment show that 77.8% of the seeded species emerged, the number of individuals found when compared to the expected number of individuals, represented only 8% of it. The species that most stood out were Hymenaea courbaril, Pterogyne nitens, Chrysophyllum gonocarpum, Peltophorum dubium and Mabea fistulifera, representing more than half of the individuals that were found. Regarding the planting of maize, it was observed that its presence controlled the invading grasses as desired. In the second experiment, planting was carried out in seedling lines of arboreal species of the Semidecidual Seasonal Forest with two strategies to control invasive grasses: (i) the creation of a transitional canopy by the planting of maize between the lines; (ii) the induction of the individuals crown area increase of the species from the covering group by pruning their apical buds. The survival of all individuals was not influenced by the presence of maize and pruning of the apical buds of the covering group species. There was no difference between the death of pruned and non pruned individuals, and pruning increased the number of bifurcations of individuals. However, the crown area was, up to nine months of observation, smaller in pruned individuals than in non pruned individuals. Maize planting between the lines prevented the area from being colonized significantly by invasive grasses, controlling these species development in a similar way of the traditional control with herbicide application, thus showing an alternative to it. Therefore, its use is indicated in the restoration actions as reductions in restoration costs are possible in controlling the grasses with this method as well as providing a possible generation of income from the maize production. In addition to the ecological and economic advantages, maize has a social advantage, since it makes the restoration practice more attractive for small producers. Consequently there is a greater involvement of the same in the restoration and environmental conservation actions.

O enriquecimento assistido é uma alternativa possível para se aumentar as chances de autoperpetuação de florestas em processo de restauração ecológica que foram implantadas por meio de uma combinação inadequada de espécies, inseridas em matrizes pouco permeáveis à fauna e à flora e que passaram por um intenso histórico de perturbação. No entanto, técnicas de baixo custo para o enriquecimento de áreas em restauração ainda são pouco estudadas, havendo demanda de pesquisas para as diferentes fitofisionomias florestais e espécies nativas pertencentes aos grupos sucessionais. Neste contexto, o presente trabalho visa avaliar a viabilidade e a eficiência da semeadura direta e da introdução de plântulas de espécies arbóreas de diversidade para o enriquecimento de uma área em processo de restauração a 14 anos, situada na fitofisionomia Floresta Estacional Semidecidual, município de Mogi-Guaçu-SP. Foram utilizadas sementes e plântulas de sete espécies arbóreas (cinco secundárias iniciais - Centrolobium tomentosum Guillem. ex Benth.; Chrysophyllum gonocarpum (Mart e Eicheler). Engl; Lafoensia pacari Saint-Hilaire; Astronium graveolens Jacq.; Pterogyne nitens Tul. e duas clímaces - Hymenaea courbaril L.; Eugenia involucrata DC.) que foram introduzidas em áreas com diferentes níveis de luz (borda e interior da floresta). A técnica de introdução de plântulas resultou em uma taxa de estabelecimento após um ano mais elevada (25,71%) do que a semeadura direta (8,61%). Os indivíduos da maior parte das espécies tiveram pequeno incremento em altura ao longo de um ano. A linha de enriquecimento situada no interior da área em restauração apresentou maior densidade em comparação às linhas da borda para ambas as técnicas. Contudo, as repostas variaram entre as espécies, sugerindo que a introdução de propágulos em diversos microssítios pode ser a alternativa mais adequada. A emergência das plântulas foi positivamente relacionada ao peso da semente, isto é, as espécies com sementes mais pesadas tiveram um maior número de plântulas emergentes do que as espécies com sementes de peso intermediário e mais leves. A semeadura direta apresentou melhor custo-efetividade do que a introdução de plântulas pois, mesmo precisando de uma maior densidade de propágulos para se obter o número desejado de indivíduos estabelecidos, seus custos ainda são inferiores. No entanto, ainda faltam sementes em quantidade e de qualidade no mercado, assim como conhecimentos acerca do desempenho das espécies utilizando ambas as técnicas testadas. Concluiu-se que tanto a semeadura direta, quanto a introdução de plântulas se mostraram técnicas viáveis para o enriquecimento inicial de uma área em restauração, mas a efetividade ecológica e econômica das mesmas pode ser melhorada por meio de introduções dos propágulos em diferentes períodos da estação chuvosa e pelo aumento da densidade de propágulos a serem introduzidos em campo, desde que ainda seja vantajoso economicamente. Futuros estudos também poderiam explorar diferentes ações que garantam a sobrevivência das plântulas após o plantio, como aclimatação das plântulas antes da introdução em campo e adubações adequadas para a formação de um torrão bem agregado. Assisted enrichment is a possible alternative to increase the chances of self-perpetuation of forests undergoing restoration implemented through an inadequate combination of species. It takes place specially in restoration sites inserted in matrices that are not permeable to fauna and flora and a long land-use history. However, low cost techniques for the enrichment of areas under restoration are still little studied, and there is a demand for research on different types of forest and native species belonging to different ecological groups. In this context, the present study evaluated the viability and efficiency of direct seeding and introduction of small seedlings of seven species for the enrichment of a 14-year-old restoration area, located in the municipality of Mogi-Guaçu, SP, Brazil, inside the Atlantic Forest, specifically in the Seasonal Semidecidual Forest type. Seeds and seedlings of seven tree species (five early secondary - Centrolobium tomentosum Guillem. Ex Benth.; Chrysophyllum gonocarpum (Mart and Eicheler), Engl. Lafoensia pacari Saint-Hilaire; Astronium graveolens Jacq., Pterogyne nitens Tul.; and two climax - Hymenaea courbaril L., Eugenia involucrata DC.) were introduced in areas with different levels of light (edge and interior of the area under restoration). Establishment rates after one year were higher for seedling introduction technique (25.71%) than direct seeding (8.61%). The individuals of most species had small increases in height over a year. The enrichment line located inside the restoration area presented higher density in comparison to the edge lines for both techniques. However, the responses varied among the species, suggesting that the introduction of propagules in several microsites may be the most adequate alternative. Emergence was positively related to seed weight. Direct seeding was more cost-effective than seedling introduction because, even though it requires a higher density of seedlings to obtain the desired number of established individuals, its costs are still lower. However, there is still a lack of quality and quantity seed in the market, as well as knowledge about the performance of the species using both techniques tested. Therefore, both direct seeding and small seedling introduction were feasible techniques for the initial enrichment of an area undergoing restoration, but the ecological and economic effectiveness of the techniques can be improved through introductions of propagules at different periods of the rainy season and by increasing the density of propagules to be introduced in the field, as long as it is still economically advantageous. Future studies could also explore ways to ensure seedling survival after planting, such as acclimatization of seedlings before field introduction and adequate fertilization for the formation of a well-aggregated clod.