Análise da diversidade taxonômica e influência de variáveis ambientais na abundância e biomassa de espécies com diferentes padrões de deciduidade foliar na Mata Atlântica

Abstract

A caracterização de ecossistemas florestais envolve a análise da composição das comunidades e a compreensão dos processos que determinam sua dinâmica. As métricas de diversidade taxonômica permitem descrever como as espécies estão distribuídas nos fragmentos, enquanto a avaliação da abundância e biomassa sob a perspectiva de traços funcionais possibilita compreender como diferentes estratégias ecológicas influenciam a resposta das espécies às condições ambientais e às mudanças ao longo do tempo. Neste contexto, este trabalho foi dividido em dois capítulos, com os seguintes objetivos: (i) realizar uma revisão de estudos sobre diversidade taxonômica em ecossistemas florestais e comparar a aplicação dos índices mais comuns em fragmentos secundários da Mata Atlântica e (ii) analisar a influência de variáveis climáticas, edáficas e de paisagem na dinâmica líquida de abundância (DLA) e biomassa (DLB) das diferentes classes de deciduidade. No capítulo 1, foram incluídos na revisão artigos da plataforma Scopus que abordavam a análise quantitativa de biodiversidade taxonômica em florestas. Os resultados mostraram que os índices mais recorrentes são riqueza simples, índices de Shannon, Simpson, Pielou, Margalef, abundância relativa, índice de Menhinick, número de Hill, índices de Sorensen e Jaccard. No estudo de caso realizado em fragmentos de Mata Atlântica, as métricas permitiram comparar as comunidades quanto à riqueza, abundância, heterogeneidade, uniformidade e similaridade florística, evidenciando que diferentes índices fornecem informações complementares sobre a diversidade taxonômica. No capítulo 2, utilizamos modelos lineares mistos para avaliar a influência de efeitos fixos de variáveis climáticas, edáficas e de paisagem combinados a efeitos aleatórios de histórico de uso do solo e ano de inventário sobre DLA e DLB de quatro fragmentos de Floresta Estacional Semidecidual da Mata Atlântica monitorados em 53 parcelas fixas de 0,05 ha nos anos de 2002, 2007, 2012, 2017 e 2022. Nossos resultados demonstraram que espécies perenes apresentaram maior abundância e biomassa na maioria dos fragmentos. Os modelos indicaram que DLA e DLB das diferentes classes de deciduidade são influenciadas por fatores climáticos, edáficos e de paisagem, com diferenças entre espécies decíduas, semidecíduas e perenes, refletindo distintas estratégias funcionais em fragmentos da Mata Atlântica. Em conjunto, os resultados ampliam a compreensão da biodiversidade e dos processos ecológicos associados à dinâmica de sucessão e fornecem subsídios para ações de conservação, restauração e monitoramento de fragmentos da Mata Atlântica. Palavras-chave: métricas de diversidade; análise bibliométrica; dinâmica florestal; hábito foliar; floresta estacional semidecidualThe characterization of forest ecosystems involves analyzing community composition and understanding the processes that determine their dynamics. Taxonomic diversity metrics allow species distribution within forest fragments to be described, whereas the assessment of abundance and biomass from a functional trait perspective helps elucidate how different ecological strategies influence species responses to environmental conditions and changes over time. In this context, this study was divided into two chapters with the following objectives: (i) to review studies on taxonomic diversity in forest ecosystems and compare the application of the most commonly used indices in secondary Atlantic Forest fragments and (ii) to analyze the influence of climatic, edaphic, and landscape variables on the net dynamics of abundance (NDA) and biomass (NDB) across different leaf deciduousness classes. In Chapter 1, articles retrieved from the Scopus database that addressed the quantitative analysis of taxonomic biodiversity in forests were included in the review. The results showed that the most frequently used indices were species richness, Shannon, Simpson, Pielou, Margalef, relative abundance, Menhinick, Hill numbers, Sorensen, and Jaccard indices. In the case study conducted in Atlantic Forest fragments, these metrics enabled comparisons among communities in terms of richness, abundance, heterogeneity, evenness, and floristic similarity, demonstrating that different indices provide complementary information on taxonomic diversity. In Chapter 2, we used linear mixed-effects models to assess the influence of fixed effects of climatic, edaphic, and landscape variables combined with random effects of land-use history and inventory year on NDA and NDB in four Seasonal Semideciduous Atlantic Forest fragments monitored in 53 permanent 0.05-ha plots in 2002, 2007, 2012, 2017, and 2022. Our results showed that evergreen species had greater abundance and biomass in most fragments. The models indicated that NDA and NDB across the different deciduousness classes were influenced by climatic, edaphic, and landscape factors, with differences among deciduous, semideciduous, and evergreen species, reflecting distinct functional strategies in Atlantic Forest fragments. Overall, the results enhance our understanding of biodiversity and the ecological processes associated with successional dynamics and provide support for conservation, restoration, and monitoring actions in Atlantic Forest fragments. Keywords: diversity metrics; bibliometric analysis; forest dynamics; leaf habit; seasonal semideciduous forest