FOREST RESTORATION IN THE ATLANTIC FOREST: PASSIVE RESTORATION, NUCLEATION AND HIGH DIVERSITY PLANTATION

Trentin, Bruna Elisa; Estevan, Daniela Aparecida; Rossetto, Elson Felipe Sandoli; Gorenstein, Mauricio Romero; Brizola, Gilmar Poser; Bechara, Fernando Campanhã

doi:10.5902/1980509831647

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Sumário

Artigos • Ciênc. Florest. 28 (1) • Jan-Mar 2018 • https://doi.org/10.5902/1980509831647 copy

FOREST RESTORATION IN THE ATLANTIC FOREST: PASSIVE RESTORATION, NUCLEATION AND HIGH DIVERSITY PLANTATION

Authorship SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

ABSTRACT

Due to the increasing environmental degradation, the understanding of how reforestation and other restoration techniques function became fundamental to base the reestablishment of degraded ecosystems. The aim of this study was to perform a vegetation survey in a restoration site through three different techniques. The study site has 7.2 ha in a subtropical forest in Dois Vizinhos, Paraná state, Brazil and it is approximately 20 m from a secondary forest fragment. The experiment consisted of 12 plots with three treatments (T_1-3) randomly distributed in four blocks. T₁: natural regeneration through passive restoration. T₂: set of nucleation techniques. T₃: seedlings planted through filling and diversity lines (3x2 m). For sampling purposes, each plot was divided into 24 subplots. In order to evaluate plant presence, two years and eight months after the treatments implementation, a survey was conducted in three random subplots for each plot, where all plants taller than 50cm were identified and quantified. Native species richness was higher than 87% in all treatments, whereas the presence of herbaceous species was higher at passive restoration and woody species at plantation. The most common dispersal syndromes were anemochory and zoochory. By comparing planted and regenerated individuals for the three treatments, the plantation technique had the highest Shannon diversity index (3.017), with 148 individuals and 53 species sampled. However, there was no statistically significant difference. This higher diversity is related to the larger number of species planted, but it is still not facilitating regeneration species in its understory at this age. Considering only regenerated individuals, nucleation showed the highest Shannon diversity index (2.078) with a total of 908 individuals of 40 species, however, it wasn’t statistically significant different of passive restoration (Shannon = 1.965) which had 2,018 individuals of 40 species. The most floristic similar treatments were passive restoration and nucleation. Nucleation facilitated species natural regeneration (17 planted and 40 regenerated species) while passive restoration showed high resilience, therefore the use of passive restoration can be considered an effective alternative since its results did not differ statistically from nucleation, and the main advantage of this technique is the reduced cost.

Keywords:
nucleation techniques; filling and diversity lines; ecological restoration

TABELA 1 Espécies amostradas em área em recuperação através da Restauração Passiva

Espécies	OR	FV	SDP	P/R	Ni	Dai	Dri	Fai	Fri
Austroeupatorium inulifolium (Kunth) R.M.King & H.Rob.	N	H	AN	R	584	5407,41	28,94	100,00	8,82
Mikania cordifolia (L.f.) Willd	N	H	AN	R	509	4712,96	25,22	91,67	8,09
Sida rhombifolia L.	N	H	AN	R	194	1796,3	9,61	83,33	7,35
Senecio brasiliensis (Spreng.) Less.	N	H	AN	R	180	1666,67	8,92	66,67	5,88
Vernonanthura tweediana (Baker) H. Rob.	N	L	AN	R	156	1444,44	7,73	100,00	8,82
Chromolaena maximilianii (generic SCHRADER ex DC.) R.M. King & H. Rob.	N	L	AN	R	95	879,63	4,71	66,67	5,88
Baccharis dracunculifolia DC.	N	L	AN	R	88	814,81	4,36	75,00	6,62
Baccharis oxyodonta DC.	N	H	AN	R	67	620,37	3,32	83,33	7,35
Amphilophium crucigerum (L.) L. Lohmann	N	H	AN	R	30	277,78	1,49	50,00	4,41
Solanum guaraniticum A.St.-Hil.	N	L	ZO	R	26	240,74	1,29	25,00	2,21
Euphorbia heterophylla L.	N	H	AU	R	21	194,44	1,04	33,33	2,94
Schinus terebinthifolius Raddi.	N	L	ZO	R	11	101,85	0,55	50,00	4,41
Solanum mauritianum Scop.	N	L	ZO	R	10	92,59	0,5	58,33	5,15
Trema micranta (L.) Blume	N	L	ZO	R	7	64,81	0,35	16,67	1,47
Achyrocline satureioides (Lam.) DC.	N	H	AN	R	4	37,04	0,2	8,33	0,74
Rubus rosifolius Sm.	E	H	ZO	R	4	37,04	0,2	8,33	0,74
Asclepias curassavica L.	N	H	AN	R	3	27,78	0,15	8,33	0,74
Pterocaulon alopecuroides (Lam.) DC.	N	H	AN	R	3	27,78	0,15	16,67	1,47
Hovenia dulcis Thunb.	E	L	ZO	R	2	18,52	0,1	8,33	0,74
Ipomoea quamoclit L.	N	H	AU	R	2	18,52	0,1	8,33	0,74
Maranta sobolifera L. Andersson	N	H	ZO	R	2	18,52	0,1	16,67	1,47
Solanum pseudoquina A.St.-Hil.	N	L	ZO	R	2	18,52	0,1	8,33	0,74
Buddleja stachyoides Cham. & Schltdl.	N	L	AU	R	1	9,26	0,05	8,33	0,74
Ciclospermum leptophyllum (Pers.) Sprague var. leptophyllum	N	H	AU	R	1	9,26	0,05	8,33	0,74
Convolvulus crenatifolius Ruiz & Pav.	N	H	AU	R	1	9,26	0,05	8,33	0,74
Conyza bonariensis (L.) Cronquist	N	H	AN	R	1	9,26	0,05	8,33	0,74
Dysphania ambrosioides (L.) Mosyakin & Clemants	N	H	AN	R	1	9,26	0,05	8,33	0,74
Ipomoea indivisa (Vell.) Hallier f.	N	H	AU	R	1	9,26	0,05	8,33	0,74
Leonurus japonicus Houtt.	E	H	AU	R	1	9,26	0,05	8,33	0,74
Lepidaploa balansae (Hieron.) H. Rob.	N	H	AN	R	1	9,26	0,05	8,33	0,74
Lepidaploa salzmannii (DC.) H.Rob.	N	L	AN	R	1	9,26	0,05	8,33	0,74
Parapiptadenia rigida (Benth.) Brenan	N	L	AN	R	1	9,26	0,05	8,33	0,74
Phyllanthus tenellus Roxb.	N	H	AU	R	1	9,26	0,05	8,33	0,74
Prestonia coalita (Vell.) Woodson	N	H	AN	R	1	9,26	0,05	8,33	0,74
Prunus sellowii Koehne	N	L	ZO	R	1	9,26	0,05	8,33	0,74
Solanum americanum Mill.	N	H	ZO	R	1	9,26	0,05	8,33	0,74
Solidago cf. chilensis Meyen	N	H	AN	R	1	9,26	0,05	8,33	0,74
Indeterminada 1	IN	IN	IN	R	1	9,26	0,05	8,33	0,74
Verbena litoralis Kunth var. litoralis	N	H	ZO	R	1	9,26	0,05	8,33	0,74
Vicia sativa L.	E	H	AU	R	1	9,26	0,05	8,33	0,74
Total					2018	18685,2	100,00	1133,3	100,00

TABELA 2 Espécies amostradas em área em recuperação através da Nucleação

Espécies	OR	FV	SDP	P/R	Ni	Dai	Dri	Fai	Fri
Cajanus cajan (L.) Huth	E	L	AU	P	382	3537,04	28,4	100	7,36
Austroeupatorium inulifolium (Kunth) R.M.King & H.Rob.	N	H	AN	R	239	2212,96	17,77	83,33	6,13
Mikania cordifolia (L.f.) Willd	N	H	AN	R	139	1287,04	10,33	75,00	5,52
Senecio brasiliensis (Spreng.) Less.	N	H	AN	R	129	1194,44	9,59	58,33	4,29
Vernonanthura tweediana (Baker) H. Rob.	N	L	AN	R	70	648,15	5,2	75,00	5,52
Sida rhombifolia L.	N	H	AN	R	59	546,3	4,39	58,33	4,29
Arachis pintoi Krapov. & W.C. Greg.	E	H	AU	R	54	500	4,01	25,00	1,84
Piptocarpha axillaris (Less.) Baker	N	L	AN	R	25	231,48	1,86	16,67	1,23
Baccharis dracunculifolia DC.	N	L	AN	R	23	212,96	1,71	83,33	6,13
Baccharis oxyodonta DC.	N	H	AN	R	19	175,93	1,41	58,33	4,29
Bromelia antiacantha Bertol.	N	H	ZO	P	15	138,89	1,12	16,67	1,23
Chromolaena maximilianii (generic SCHRADER ex DC.) R.M. King & H. Rob.	N	L	AN	R	15	138,89	1,12	50,00	3,68
Commelina benghalensis L.	N	H	AU	R	15	138,89	1,12	25,00	1,84
Guazuma ulmifolia Lam.	N	L	ZO	P	12	111,11	0,89	33,33	2,45
Prestonia coalita (Vell.) Woodson	N	H	AN	R	11	101,85	0,82	8,33	0,61
Amphilophium crucigerum (L.) L. Lohmann	N	H	AN	R	10	92,59	0,74	16,67	1,23
Trema micranta (L.) Blume	N	L	ZO	R	10	92,59	0,74	16,67	1,23
Achyrocline satureioides (Lam.) DC.	N	H	AN	R	9	83,33	0,67	33,33	2,45
Solanum mauritianum Scop.	N	L	ZO	R	8	74,07	0,59	58,33	4,29
Cecropia pachystachya Trécul	N	L	ZO	R	7	64,81	0,52	25,00	1,84
Euphorbia heterophylla L.	N	H	AU	R	7	64,81	0,52	41,67	3,07
Heliotropium transalpinum Vell.	N	L	ZO	R	6	55,56	0,45	16,67	1,23
Saranthe eichleri Petersen	N	H	IN	R	6	55,56	0,45	8,33	0,61
Schinus terebinthifolius Raddi.	N	L	ZO	R	6	55,56	0,45	33,33	2,45
Trema micranta (L.) Blume	N	L	ZO	P	6	55,56	0,45	25,00	1,84
Acalypha brasiliensis Müll.Arg.	N	H	AU	R	5	46,3	0,37	8,33	0,61
Bastardiopsis densiflora (Hook. & Arn.) Hassl.	N	L	AN	R	5	46,3	0,37	8,33	0,61
Aegiphyla sp.	N	L	ZO	P	4	37,04	0,3	8,33	0,61
Ciclospermum leptophyllum (Pers.) Sprague var. leptophyllum	N	H	AU	R	4	37,04	0,3	8,33	0,61
Cyperus virens Michx.	N	H	AN	R	4	37,04	0,3	16,67	1,23
Indeterminada 2	IN	IN	IN	R	4	37,04	0,3	8,33	0,61
Croton urucurana Baill.	N	L	AU	P	3	27,78	0,22	8,33	0,61
Maclura tinctoria (L.) D.Don ex Steud.	N	L	ZO	R	3	27,78	0,22	8,33	0,61
Passiflora alata Curtis	N	L	ZO	P	3	27,78	0,22	16,67	1,23
Cordia americana (L.) Gottschling & J.S. Mill.	N	L	AN	P	2	18,52	0,15	16,67	1,23
Ficus enormis (Mart. Ex Miq.) Mart	N	L	ZO	P	2	18,52	0,15	16,67	1,23
Ficus sp.	N	L	ZO	R	2	18,52	0,15	16,67	1,23
Hovenia dulcis Thunb.	E	L	ZO	R	2	18,52	0,15	8,33	0,61
Solanum guaraniticum A.St.-Hil.	N	L	ZO	R	2	18,52	0,15	16,67	1,23
Boehmeria caudata Sw.	N	H	AN	R	1	9,26	0,07	8,33	0,61
Butia capitata (Mart.) Becc.	N	L	ZO	P	1	9,26	0,07	8,33	0,61
Campomanesia guazumifolia (Cambess.) O. Berg	N	L	ZO	P	1	9,26	0,07	8,33	0,61
Casearia decandra Jacq.	N	L	ZO	P	1	9,26	0,07	8,33	0,61
Dysphania ambrosioides (L.) Mosyakin & Clemants	N	H	AN	R	1	9,26	0,07	8,33	0,61
Jacaratia spinosa (Aubl.) A. DC.	N	L	ZO	P	1	9,26	0,07	8,33	0,61
Lepidaploa balansae (Hieron.) H. Rob.	N	H	AN	R	1	9,26	0,07	8,33	0,61
Mimosa scabrella Benth.	N	L	AU	P	1	9,26	0,07	8,33	0,61
Piptadenia gonoacantha (Mart.) J.F. Macbr.	N	L	AU	P	1	9,26	0,07	8,33	0,61
Porophyllum ruderale (Jacq.) Cass.	N	H	AN	R	1	9,26	0,07	8,33	0,61
Ruprechtia laxiflora Meisn.	N	L	AN	P	1	9,26	0,07	8,33	0,61
Seguieria americana L.	N	L	AN	R	1	9,26	0,07	8,33	0,61
Solanum americanum Mill.	N	H	ZO	R	1	9,26	0,07	8,33	0,61
Solanum mauritianum Scop.	N	L	ZO	P	1	9,26	0,07	8,33	0,61
Solanum sp.	N	H	ZO	R	1	9,26	0,07	8,33	0,61
Indeterminada 3	IN	IN	IN	R	1	9,26	0,07	8,33	0,61
Symphyotrichum squamatum (Spreng.) G.L. Nesom	N	H	AN	R	1	9,26	0,07	8,33	0,61
Talinum paniculatum (Jacq.) Gaertn.	N	H	AN	R	1	9,26	0,07	8,33	0,61
TOTAL					1345	12453,70	100,00	1358,33	100,00

TABELA 3 Espécies amostradas em área em recuperação através do Plantio em Linhas de Recobrimento e Diversidade

Espécies	OR	FV	SDP	P/R	Ni	Dai	Dri	Fai	Fri
Mikania cordifolia (L.f.) Willd	N	H	AN	R	15	138,89	10,14	16,67	1,55
Bauhinia forficata Link	N	L	AU	P	12	111,11	8,11	16,67	1,55
Piptadenia gonoacantha (Mart.) J.F. Macbr.	N	L	AU	P	8	74,07	5,41	8,33	0,78
Schinus terebinthifolius Raddi.	N	L	ZO	P	8	74,07	5,41	33,33	3,1
Croton floribundus Spreng.	N	L	AU	P	5	46,3	3,38	8,33	0,78
Bidens pilosa L.	N	H	ZO	R	5	46,3	3,38	8,33	0,78
Cordia americana (L.) Gottschling & J.S. Mill.	N	L	AN	P	4	37,04	2,7	91,67	8,53
Gochnatia polymorpha (Less.) Cabrera	N	L	AN	P	4	37,04	2,7	8,33	0,78
Cassia leptophylla Vogel	N	L	AU	P	4	37,04	2,7	16,67	1,55
Lonchocarpus sp.	N	L	AU	P	4	37,04	2,7	16,67	1,55
Allophylus edulis (A. St.-Hil., A. Juss. & Cambess.) Hieron. Ex Niederl.	N	L	ZO	P	4	37,04	2,7	8,33	0,78
Eugenia uniflora L.	N	L	ZO	P	4	37,04	2,7	33,33	3,1
Guazuma ulmifolia Lam.	N	L	ZO	P	4	37,04	2,7	16,67	1,55
Senecio brasiliensis (Spreng.) Less.	N	H	AN	R	3	27,78	2,03	16,67	1,55
Sida rhombifolia L.	N	H	AN	R	3	27,78	2,03	8,33	0,78
Vernonanthura tweediana (Baker) H. Rob.	N	L	AN	R	3	27,78	2,03	33,33	3,1
Mimosa scabrella Benth.	N	L	AU	P	3	27,78	2,03	41,67	3,88
Solanum americanum Mill.	N	H	ZO	R	3	27,78	2,03	8,33	0,78
Ceiba speciosa (A. St.-Hil.) Ravenna	N	L	AN	P	2	18,52	1,35	8,33	0,78
Jacaranda micrantha Cham.	N	L	AN	P	2	18,52	1,35	16,67	1,55
Machaerium stipitatum (DC.) Vog.	N	L	AN	P	2	18,52	1,35	33,33	3,1
Albizia polycephala (Benth.) Killip	N	L	AU	P	2	18,52	1,35	8,33	0,78
Calliandra tweediei Benth.	N	L	AU	P	2	18,52	1,35	8,33	0,78
Sebastiania schottiana (Müll. Arg.) Müll. Arg.	N	L	AU	P	2	18,52	1,35	33,33	3,1
Aegiphyla sp.	N	L	ZO	P	2	18,52	1,35	33,33	3,1
Campomanesia xanthocarpa O. Berg.	N	L	ZO	P	2	18,52	1,35	16,67	1,55
Celtis sp.	N	L	ZO	P	2	18,52	1,35	16,67	1,55
Eugenia pyriformis Cambess.	N	L	ZO	P	2	18,52	1,35	8,33	0,78
Inga cf. uruguensis Hook. & Arn.	N	L	ZO	P	2	18,52	1,35	33,33	3,1
Myrceugenia euosma (O.Berg) D.Legrand.	N	L	ZO	P	2	18,52	1,35	16,67	1,55
Podocarpus lambertii Klotzsch ex Endl.	N	L	ZO	P	2	18,52	1,35	25,00	2,33
Rapanea ferruginea (Ruiz & Pav.) Mez	N	L	ZO	P	2	18,52	1,35	25,00	2,33
Sloanea monosperma Vell.	N	L	ZO	P	2	18,52	1,35	16,67	1,55
Strychnos brasiliensis (Spreng.) Mart.	N	L	ZO	P	2	18,52	1,35	8,33	0,78
Trema micranta (L.) Blume	N	L	ZO	P	2	18,52	1,35	66,67	6,2
Conyza bonariensis (L.) Cronquist	N	H	AN	R	1	9,26	0,68	16,67	1,55
Aspidosperma polyneuron Müll. Arg.	N	L	AN	P	1	9,26	0,68	8,33	0,78
Erythrina falcata Benth.	N	L	AN	P	1	9,26	0,68	16,67	1,55
Ruprechtia laxiflora Meisn.	N	L	AN	P	1	9,26	0,68	8,33	0,78
Leonurus japonicus Houtt.	E	H	AU	R	1	9,26	0,68	8,33	0,78
Euphorbia heterophylla L.	N	H	AU	R	1	9,26	0,68	66,67	6,2
Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.	N	L	AU	P	1	9,26	0,68	8,33	0,78
Sebastiania commersoniana (Baill.) L.B.Sm. & Downs.	N	L	AU	P	1	9,26	0,68	16,67	1,55
Tabebuia chrysotricha (Mart. Ex A.DC.) Standl.	N	L	AU	P	1	9,26	0,68	25,00	2,33
Alchornea sp.	N	L	ZO	P	1	9,26	0,68	25,00	2,33
Annona cacans Warm.	N	L	ZO	P	1	9,26	0,68	16,67	1,55
Casearia decandra Jacq.	N	L	ZO	P	1	9,26	0,68	16,67	1,55
Eugenia involucrata DC.	N	L	ZO	P	1	9,26	0,68	16,67	1,55
Ficus enormis (Mart. Ex Miq.) Mart	N	L	ZO	P	1	9,26	0,68	8,33	0,78
Psidium cf. cattleyanum Sabine	N	L	ZO	P	1	9,26	0,68	16,67	1,55
Rapanea umbellata (Mart.) Mez	N	L	ZO	P	1	9,26	0,68	8,33	0,78
Xylosma sp.	N	L	ZO	P	1	9,26	0,68	8,33	0,78
Zanthoxylum rhoifolium Lam.	N	L	ZO	P	1	9,26	0,68	16,67	1,55
TOTAL					148	1370,37	100,00	1075,00	100,00

TABELA 4 Quadro de médias e desvio padrão considerando plantados e regenerantes. Médias seguidas de letras iguais não diferem pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade

	Ni	S	H’	J
NU	336,25 + 204,94 ab	25,5 + 11,62 a	2,008 + 0,949 a	0,612 + 0,218 b
PA	504,5 + 243,78 a	19,0 + 4,69 a	1,965 + 0,098 a	0,674 + 0,024 ab
PL	37,0 + 9,93 b	24,0 + 4,97 a	3,017 + 0,156 a	0,956 + 0,038 a

TABELA 5 Índice de similaridade de Jaccard obtidos através da comparação dos indivíduos plantados e regenerantes dos três tratamentos no município de Dois Vizinhos - PR.

Comparação	Índice de similaridade de Jaccard
Restauração passiva x Nucleação	0,28
Nucleação x Plantio em linhas de recobrimento e diversidade	0,17
Restauração passiva x Plantio em linhas de recobrimento e diversidade	0,09

TABELA 6 Quadro de médias e desvio padrão considerando somente regenerantes. Médias seguidas de letras iguais não diferem pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade

	Ni	S	H’	J
NU	227 + 182,11 ab	18,5 + 10,72 a	2,078 + 0,657 a	0,794 + 0,148 ab
PA	504,5 + 243,78 a	19,0 + 4,69 a	1,965 + 0,098 ab	0,674 + 0,024 b
PL	8,75 + 8,92 b	4,0 + 1,63 b	1,166 + 0,360 b	0,899 + 0,090 a

TABELA 7 Índice de similaridade de Jaccard obtidos através da comparação dos indivíduos regenerantes dos três tratamentos no município de Dois Vizinhos - PR.

Comparação	Índice de similaridade de Jaccard
Restauração passiva x Nucleação	0,36
Nucleação x Plantio em linhas de recobrimento e diversidade	0,14
Restauração passiva x Plantio em linhas de recobrimento e diversidade	0,20

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[TFN1] Em que: OR = origem (N = nativa, E = exótica, IN = indeterminada), FV = forma de vida (H = herbácea, L = lenhosa, IN = indeterminada), SDP = síndrome de dispersão (AN = anemocoria, AU = autocoria, ZO = zoocoria, IN = indeterminada), P/R = plantada ou regenerante (P = plantada, R = regenerante), Ni = número de indivíduos, Dai = densidade absoluta (Nind.ha^-1), Dri = densidade relativa (%), Fai = frequência absoluta (%), Fri = frequência relativa (%).