Giants of the Amazon: how does environmental variation drive the diversity patterns of large trees?

Abstract

Por mais de três décadas, os principais esforços em amostragem e análise da diversidade de árvores na América do Sul concentraram-se quase exclusivamente em árvores com caules de pelo menos 10 e 2,5 cm de diâmetro, apresentando a maior diversidade de espécies nas florestas mais úmidas do oeste e norte da Amazônia. Em contraste, pouca atenção tem sido dada aos padrões e fatores determinantes da diversidade nas maiores copas e árvores emergentes, o que é surpreendente, visto que estas têm funções ecológicas dominantes. Aqui, utilizamos uma abordagem de aprendizado de máquina para quantificar a importância dos fatores ambientais e aplicá-la para gerar previsões espaciais da diversidade de espécies de todas as árvores (DAP ≥ 10 cm) e de árvores muito grandes (DAP ≥ 70 cm) usando dados de 243 parcelas florestais (108.450 árvores e 2.832 espécies) distribuídas em diferentes tipos de floresta e regiões biogeográficas da Amazônia brasileira. A diversidade de árvores grandes e de todas as árvores foi significativamente associada a três fatores ambientais, mas de maneiras contrastantes entre regiões e tipos de floresta. Variáveis ​​ambientais associadas a perturbações, como, por exemplo, a taxa de descargas atmosféricas e a velocidade do vento, bem como a fração de radiação fotossinteticamente ativa, tendem a governar a diversidade de árvores de grande porte. As florestas tropicais de terras altas nas regiões do Escudo das Guianas e de Roraima apresentaram alta diversidade de árvores de grande porte. Em contraste, variáveis ​​associadas a recursos tendem a governar a diversidade de árvores em geral. Locais como a província de Imeri e a porção norte da província da Madeira se destacam por sua alta diversidade de espécies em geral. A estabilidade climática e topográfica e os mecanismos de adaptação funcional promovem condições ideais para a diversidade de espécies. Por fim, mapeamos padrões gerais de diversidade de espécies de árvores na Amazônia brasileira, que diferem substancialmente dependendo da classe de tamanho.