Restoration of plant diversity and ecosystem functioning: effects of species richness, phylogenetic distance, functional diversity and invasive plants - Pinto, Leonardo Henrique Teixeira (2017)
A biodiversidade afeta positivamente diversas funções ecossistêmicas. No entanto, os mecanismos pelos quais a biodiversidade afeta os ecossistemas ainda são pouco compreendidos e requerem novos estudos experimentais destinados a identificar seus componentes. Estudos anteriores sugeriram que comunidades de plantas mais diversas podem proporcionar mais estabilidade aos ecossistemas, devido aos efeitos de complementaridade e redundância. A diversidade das espécies de plantas pode atuar em diferentes níveis das propriedades de um ecossistema. Um exemplo claro é o efeito da diversidade de plantas sobre a dinâmica de nutrientes nos ecossistemas terrestres. A diversidade de plants pode alterar as taxas de acúmulo de nutrientes no solo e, também, a carga de nutrientes para os sistemas aquáticos. No entanto, os impactos antrópicos nos ecossistemas têm causado a perda de habitats e, também, de biodiversidade. Tais perdas acabarão por comprometer as funções dos ecossistemas e seus serviços associados, que são vitais para o bem-estar humano. Portanto, o desenvolvimento de projetos de restauração é fundamental para mitigar os impactos antrópicos e para a conservação da biodiversidade. Projetos de restauração oferecem a possibilidade de desenvolver um conhecimento sólido sobre o funcionamento dos ecossistemas diante diferentes tipos de perturbações. Para alcançar esse conhecimento, precisamos realizar experimentos de restauração baseados no conhecimento científico para avaliar a variabilidade, a previsibilidade e a confiabilidade do funcionamento dos ecossistemas restaurados. Neste contexto, esta tese de doutorado é baseada em três experimentos que testaram como a diversidade de plantas e suas características funcionais poderiam influenciar o funcionamento dos ecossistemas restaurados. Os objetivos dessa tese foram: (i) investigar quais espécies de plantas e características funcionais são mais eficientes paraa retenção de nutrientes no solo, reduzindo assim as perdas por lixiviação e seu consequente impacto nos ecossistemas aquáticos; (ii) testar os efeitos da riqueza de espécies vegetais e da diversidade filogenética para o sucesso da restauração de uma floresta ripária recém restaurada (i.e. o sucesso foi medido como produção de biomassa e sobrevivência das plantas); e (iii) avaliar a influência de uma espécie de planta invasora sobre as dinâmicas de nutrientes no solo e na água do solo em comunidades de pastagem com diferentes níveis de diversidade funcional. Os experimentos realizados para esta tese estão de acordo com estudos recentes que investigam como diferentes medidas de biodiversidade e, também, diferentes fontes de estresse podem afetar o funcionamento dos ecossistemas. Os principais resultados desta tese revelam que (i) apenas uma espécie de planta (Mimosa tenuiflora) influenciou a limpeza da água e a retenção de nutrientes do solo. Além disso, traços funcionais relacionados ao conteúdo de matéria seca da parte aérea (SDMC) e ao teor de água da raiz (RWC) foram mais importantes para o controle de funções ecossistêmicas individuais relacionadas à retenção de água e nutrientes no solo. De outro modo, somente traços funcionais relacionados à produção de biomassa nas plantas afetaram a multifuncionalidade do ecossistema; (ii) o uso de espécies filogeneticamente distantes pode aumentar o sucesso da restauração afetando positivamente a produção de biomassa nas plantas; e (iii) a diversidade funcional das plantas promoveu, parcialmente, a limpeza da água e, também, a fertilidade do solo em pastagens restaurados, mas não impediu a invasão. Espécies invasoras, por sua vez, comprometem a influência da diversidade de plantas nativas na dinâmica de nutrientes no solo, uma vez que afetam negativamente a produção de biomassa das plantas nativas. Esse efeito tem o potencial para criar um feedback positivo para novas invasões. Tais resultados podem servir de suporte para o desenvolvimento de futuros projetos de restauração com ênfase no controle de espécies invasoras e na restauração do funcionamento dos ecossistemas, uma vez que pode indicar quais espécies são mais adequadas para maximizar a fertilidade do solo e, também, a qualidade da água do solo. Por fim, esta tese oferece uma contribuição para o aprofundarmos o entendimento a respeito dos feedbacks entre plantas e solos.