Quando você anda por uma floresta, pode parecer um cenário estático onde muito pouco está acontecendo. Mas as árvores estão constantemente interagindo e reagindo umas às outras conforme crescem. Há uma competição intensa por luz e espaço. Cada mudança afeta a composição geral da floresta de alguma forma.
Cientistas florestais como eu passam muito tempo pensando sobre sucessão florestal – um processo previsível no qual espécies de plantas colonizam e dominam um pedaço de terra. A sequência básica é que a terra evolua de um campo aberto para arbustos e arbustos, depois para árvores jovens e, finalmente, para árvores grandes e maduras. Perturbações, como uma grande tempestade ou incêndio florestal, podem interromper ou atrasar a sucessão florestal.
Eu estudo mudanças ecológicas na composição de espécies, arranjo de árvores e desenvolvimento florestal que ocorrem durante a sucessão e após perturbações. Minha equipe de pesquisa analisa condições em florestas decíduas ou frondosas de espécies mistas. Usando anéis de árvores, reconstruímos como eram as florestas anteriores anos atrás.
Ao aplicar padrões e processos observados, os pesquisadores podem modelar o crescimento e desenvolvimento futuros das florestas. Aqui estão alguns insights sobre o que pode estar acontecendo entre as árvores ao seu redor em uma caminhada na floresta.
As comunidades florestais contêm árvores de diferentes espécies, formas e tamanhos. Cada espécie precisa de quantidades específicas de luz solar e espaço para prosperar e cresce em seu próprio ritmo.
Muitas árvores se distanciam de outras árvores para minimizar a interação com suas vizinhas – um padrão que os pesquisadores chamam de timidez da copa. Se você olhar para cima, poderá notar espaços entre as árvores e galhos próximos aos espaços com galhos quebrados e menos folhas. Em contraste, galhos e folhas que têm amplo espaço e luz solar para crescer serão mais densos e saudáveis.
Florestas frondosas de espécies mistas geralmente suportam mais de 30 espécies lenhosas, o que significa que elas podem evoluir de muitas maneiras diferentes. Entender como as árvores interagem permite que as pessoas que administram florestas, seja o ambiente rural ou urbano, prescrevam práticas que guiarão o crescimento florestal.
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Quando uma floresta está se estabelecendo, ela pode ter milhares de mudas de árvores por acre. Mas apenas 50 a 100 árvores por acre podem sobreviver e crescer até a maturidade.
Os silvicultores trabalham para entender quais árvores irão superar as outras e quais árvores irão ceder espaço de crescimento.
Uma das zonas mais importantes para entender o crescimento da floresta é o dossel – o teto da floresta, que inclui todas as folhas, galhos e gravetos nas copas das árvores. Uma floresta típica de espécies mistas terá múltiplas camadas de dossel, compostas de espécies com taxas de crescimento variadas. À medida que as árvores morrem, elas abrem mão do espaço de crescimento, que as árvores sobreviventes capturam ao crescer e expandir suas copas.
Como as tempestades de vento moldam as florestas
No entanto, a abrasão da coroa pode realmente ajudar algumas espécies. Por exemplo, carvalhos, uma espécie de crescimento mais lento, têm tecidos densos e galhos robustos que podem desgastar e danificar galhos de árvores de crescimento mais rápido, como choupo e goma, que têm madeira mais fraca e menos densa.
Isso permite que os carvalhos surjam acima de seus rivais de crescimento inicialmente mais rápido. Algumas florestas são monoculturas, dominadas por uma espécie de árvore. Por exemplo, em grandes áreas do oeste dos EUA, florestas foram queimadas ou desmatadas na década de 1800 e depois regeneradas com pinheiro lodgepole, que é nativo das áreas montanhosas do Oeste. Todas as árvores cresceram de volta na mesma taxa, diferentemente de florestas mistas, onde algumas espécies crescem mais rapidamente do que outras.
Isso produziu árvores altas e esbeltas que balançam mais durante eventos de vento. Por causa da abrasão ou timidez da copa, os pinheiros têm copas pequenas que não se expandem tanto para os lados como normalmente fariam.
Essas florestas eventualmente se tornam estagnadas. O espaço entre as árvores diminui porque as pequenas copas das árvores não mantêm as árvores vizinhas à “distância do braço”. O crescimento das árvores diminui, e a vitalidade das árvores declina. O desbaste dessas florestas ou a realização de queimadas prescritas pode aumentar o espaçamento entre as árvores e fornecer mais espaço para o crescimento da copa.
Observando árvores batalhando
Para estudar o movimento dos galhos durante eventos de vento, meus alunos e eu usamos acelerômetros – dispositivos que medem a rapidez com que a velocidade de um objeto em movimento muda. A maioria dos smartphones modernos contém acelerômetros integrados que ajudam aplicativos como o Google Maps a localizar a posição do telefone. Fixamos os acelerômetros perto das extremidades dos galhos, onde eles medem os movimentos dos galhos em três dimensões.
Ao vincular esses dados em tempo real às medições da velocidade do vento, podemos determinar os movimentos dos galhos e a aceleração em resposta a diferentes velocidades do vento. Em um estudo, analisamos como as interações entre diferentes espécies de árvores mudaram o dossel florestal em florestas de madeira de lei de várzea ao longo de rios e córregos no centro do Mississippi.
Essas florestas eram compostas principalmente de carvalhos de casca de cerejeira e árvores de liquidâmbar. Ambas as espécies são comuns em povoamentos mistos, mas têm diferentes formas de copa e taxas de crescimento.
Inicialmente, os liquidâmbulos eram mais numerosos e proeminentes em florestas jovens. Mas com o passar do tempo, graças às árvores colidindo umas com as outras, os carvalhos de casca de cerejeira começaram a ficar mais fortes em espaços desocupados por galhos abrasados de liquidâmbulos. Eventualmente, o carvalho superou o liquidâmbulos em declínio e passou a dominar o dossel da floresta.
Gerenciando de cima para baixo
Os ambientes florestais estão em constante mudança e são afetados por muitos fatores, desde invasões de insetos e doenças de plantas até mudanças climáticas e desastres naturais.
A abrasão física da coroa entre espécies não é tão bem compreendida quanto alguns desses outros estresses, mas claramente contribui para o desenvolvimento de florestas decíduas diversas e de espécies mistas.
Nossa pesquisa sugere que quando a abrasão da copa reduz o tamanho da copa e o crescimento de espécies de crescimento mais rápido, espécies mais robustas de crescimento mais lento podem emergir e se tornar mais proeminentes. Essa descoberta pode ajudar cientistas e silvicultores a desenvolver e gerenciar florestas saudáveis e produtivas.
