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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: The role of fire and soil resources in forest-savanna structure and transition dynamics = O papel do fogo e de recursos do solo na estrutura e nas dinâmicas de transição de floresta-savana
Title Alternative: O papel do fogo e de recursos do solo na estrutura e nas dinâmicas de transição de floresta-savana
Author: Bernardino, Paulo Negri, 1990-
Advisor: Oliveira, Rafael Silva, 1974-
Abstract: Resumo: Tem sido sugerido que florestas e savanas são estados alternativos da vegetação sob certos regimes de chuva e condições do solo. Uma série de feedbacks são responsáveis pela manutenção de cada estado, incluindo um feedback vegetação-fogo, que é de notável importância na manutenção das savanas em regiões tropicais úmidas ao redor do mundo. Em florestas, onde o subosque é pouco iluminado, o crescimento de gramíneas C4 intolerantes à sombra é inibido, e um microclima úmido é criado simultaneamente, impedindo a ocorrência de incêndios frequentes e intensos, permitindo a persistência de espécies susceptíveis ao fogo. Em savanas, a alta disponibilidade de luz no sistema permite o acúmulo de biomassa de gramíneas C4, o principal combustível do fogo, favorecendo incêndios frequentes e intensos que impedem o fechamento do dossel e promovem a persistência de espécies tolerantes ao fogo. Além do fogo, propriedades do solo e alguns distúrbios frequentemente afetam florestas e savanas, e suas dinâmicas de transição. Por exemplo, a disponibilidade de recursos no solo pode exercer um efeito na taxa de crescimento de árvores. Tal efeito afeta o tempo requerido para que a comunidade se feche o suficiente para resultar na supressão de espécies intolerantes à sombra e inibição do fogo. Este trabalho objetivou avaliar como fatores que influenciam transições floresta-savana (i.e. atividade do fogo, disponibilidade de recursos e suas interações) afetam sua dinâmica. Para avaliar tais influências, variações nas características funcionais de comunidades distribuídas ao longo de um gradiente floresta-savana foram analisadas e comparadas entre paisagens com diferentes regimes de fogo e recursos no solo. Encontramos fortes evidências de que distinções na atividade do fogo estão induzindo diferenças na estrutura de savanas, e que recursos do solo podem ter um papel indireto, através da modulação do fogo pela regulação na produtividade de gramíneas C4. Nossos resultados também indicam que diferenças na atividade do fogo podem provocar distinções na relação entre adensamento da comunidade e limiares funcionais entre florestas e savanas. Na paisagem que queimou mais frequentemente, o limiar funcional ocorreu em comunidades mais abertas. A magnitude da mudança em parâmetros funcionais também foi maior na área que apresentou atividade do fogo mais frequente e diferenças mais marcantes nos recursos do solo em cada estado da vegetação. A paisagem com períodos maiores sem incêndios e pouca diferença nos recursos do solo entre florestas e savanas apresentou menores magnitudes, sugerindo que a atividade do fogo e propriedades do solo estão agindo em conjunto para suavizar a transição. Nosso estudo evidenciou a importância do fogo e de recursos do solo para transições floresta-savana na escala de paisagem. O fogo age de maneira intensa e direta, resultando em savanas mais abertas e maior distinção nos atributos funcionais entre savanas e florestas onde sua ocorrência é mais frequente. Maiores diferenças na disponibilidade de recursos do solo entre savanas e florestas de uma paisagem resultam em diferenças mais acentuadas nos atributos funcionais das comunidades em cada estado. Sozinhos, eles podem afetar a dinâmica de comunidades, e suas interações podem acentuar ou amenizar a dinâmica da transição

Abstract: Forests and savannas have been suggested to be alternative vegetation states under certain precipitation regimes and soil conditions. A series of feedbacks are responsible for maintaining each state, including a fire-vegetation feedback, which is of remarkable importance to maintain the savanna state in wet tropical regions worldwide. In closed canopy forests, the very shaded understory inhibits the growth of shade-intolerant C4 grasses while creating a moist microclimate, which prevents the occurrence of frequent and intense fires, permitting the persistence of fire-susceptible species. In open canopy savannas, the high light availability in the system promotes high levels of C4 grass biomass, which is fuel for fire, favoring the occurrence of frequent and intense fires, which prevent canopy closure and promote the persistence of fire-tolerant species. Besides fire, soil properties and some disturbances frequently affect forests and savannas, and their transition dynamics as well. Soil resource availability, for instance, can exert an effect on tree growth rate. This effect affects the time required for the community to reach a closure level that will result in the suppression of shade-intolerant species and fire inhibition. This work aimed to evaluate how the factors influencing forest-savanna transitions (i.e. fire activity, resources availability and their interactions) affect their dynamics. To evaluate such influences, we analyzed variations of the vegetation functional traits at the plant communities distributed along a forest-savanna gradient, and compared them between landscapes with distinct fire regimes and soil resource availability. We found strong evidence that distinct fire activity is inducing differences in savanna structure, and that soil resources may have an indirect role, by modulating fire through C4 grass productivity. Our results also indicated that different fire activity may be provoking distinction in the relationship of community densification and functional thresholds between savannas and forests. At the landscape that burned more often, the functional threshold occurred at more open communities. The magnitude of the functional traits change between forests and savannas was also larger in sites with more frequent fire activity and more marked differences in soil resources of each vegetation state. The landscape with longer fire-free intervals and little difference in soil resources between forests and savannas presented shorter magnitudes, suggesting that both fire activity and soil properties are acting together to smoothen the transition. Our study evidenced the importance of both fire and soil to forest-savanna transitions at the landscape scale. Fire acts directly and strongly, resulting in more open savannas and higher differences in the functional traits between forests and savannas, where it occurs more frequently. More marked differences in soil resource availability between forests and savannas within a landscape result in more accentuated differences in the functional traits of the communities at each state. Each one alone may affect community structure and dynamics, and their interactions may accentuate or mitigate the transition dynamic
Subject: Dinâmica de vegetação
Cerrados
Fogo
Solos
Recursos florestais
Language: Inglês
Editor: [s.n.]
Citation: BERNARDINO, Paulo Negri. The role of fire and soil resources in forest-savanna structure and transition dynamics = O papel do fogo e de recursos do solo na estrutura e nas dinâmicas de transição de floresta-savana. 2016. 1 recurso online (49 p.). Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/321141>. Acesso em: 31 ago. 2018.
Date Issue: 2016
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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