Processos ecológicos e armazenamento de carbono em florestas subtropicais : desvendando os mecanismos complexos do funcionamento dos ecossistemas

Abstract

The factors and mechanisms determining the functioning and carbon storage in subtropical forests are complex, and understanding them is crucial for maintaining carbon stocks and other ecological processes that provide essential ecosystem services. In this thesis, we aim to comprehend how different ecological processes interrelate and the influence of biotic and abiotic variables on them. The thesis is organized into two chapters. In the first, we quantify carbon stocks in the soil of subtropical Atlantic forests and compare them with aboveground carbon stocks in live biomass. We observe that soil and biomass carbon stocks are similar, with average annual temperature and soil pH being the main determinants, where colder locations with more acidic soils store more carbon in the soil. In the second chapter, we assess the relationships between ecological processes and carbon stocks, as well as the explanation for environmental changes (climatic and edaphic) and functional traits' impact on the variation in processes and stocks in subtropical Atlantic forests. In this chapter, we understand that all variables (climatic, edaphic, and functional) collectively influence ecosystem functioning, affecting cycling, loss, and productivity processes. Temperature plays a central role in explaining these processes, but edaphic characteristics (clay and fertility) are also determining factors, shared with these environmental variables, and average specific traits of selected tree communities contribute to explaining the functioning of these forests. In this thesis, we emphasize that the functioning and carbon storage of subtropical Atlantic forests are sensitive to environmental changes, especially temperature, highlighting the potential impact of climate change on maintaining the functionality and ecosystem services provided by these forests.

Os fatores e mecanismos que determinam o funcionamento e a estocagem de carbono em florestas subtropicais são complexos e compreendê-los é fundamental para a manutenção dos estoques de carbono e outros processos ecológicos que desempenham serviços ecossistêmicos essenciais. Na presente tese, buscamos compreender como diferentes processos ecológicos se relacionam entre si e qual a influência de variáveis bióticas e abióticas sobre eles. A tese está organizada em dois capítulos, sendo que no primeiro quantificamos os estoques de carbono no solo em florestas Atlânticas subtropicais e comparamos com os estoques de carbono em biomassa viva acima do solo. Nós observamos que os estoques de carbono no solo e em biomassa são semelhantes e que a temperatura média anual e o pH do solo são os principais determinantes dos estoques, onde florestas em locais mais frios e com solos mais ácidos estocam mais carbono no solo. No segundo capítulo, avaliamos as relações entre processos ecológicos e estoques de carbono, bem como a explicação fornecida por variáveis ambientais (climáticas e edáficas) e de atributos funcionais sobre a variação nos processos e estoques em florestas Atlânticas subtropicais. Neste capítulo nós entendemos que todas as variáveis (climáticas, edáficas e funcionais) atuam de maneira conjunta na determinação do funcionamento ecossistêmico, influenciando processos de ciclagem, decomposição e produtividade. A temperatura teve papel central na explicação dos processos, porém características edáficas (argila e fertilidade) também são determinantes e, de modo compartilhado com estas variáveis ambientais, atributos funcionais médios das comunidades de árvores contribuem com a explicação do funcionamento destas florestas. Nesta tese, destacamos que o funcionamento e a estocagem de carbono das florestas Atlânticas subtropicais são sensíveis às mudanças ambientais, especialmente de temperatura, o que ressalta o possível impacto das mudanças climáticas na manutenção da funcionalidade e dos serviços ecossistêmicos desempenhados pelas florestas.