Floristic and structure of an Amazonian primary forest and a chronosequence of secondary succession

Abstract

ABSTRACT The analysis of changes in species composition and vegetation structure in chronosequences improves knowledge on the regeneration patterns following land abandonment in the Amazon. Here, the objective was to perform floristic-structural analysis in mature forests (with/without timber exploitation) and secondary successions (initial, intermediate and advanced vegetation regrowth) in the Tapajós region. The regrowth age and plot locations were determined using Landsat-5/Thematic Mapper images (1984-2012). For floristic analysis, we determined the sample sufficiency and the Shannon-Weaver (H'), Pielou evenness (J), Value of Importance (VI) and Fisher's alpha (α) indices. We applied the Non-metric Multidimensional Scaling (NMDS) for similarity ordination. For structural analysis, the diameter at the breast height (DBH), total tree height (Ht), basal area (BA) and the aboveground biomass (AGB) were obtained. We inspected the differences in floristic-structural attributes using Tukey and Kolmogorov-Smirnov tests. The results showed an increase in the H', J and α indices from initial regrowth to mature forests of the order of 47%, 33% and 91%, respectively. The advanced regrowth had more species in common with the intermediate stage than with the mature forest. Statistically significant differences between initial and intermediate stages (p<0.05) were observed for DBH, BA and Ht. The recovery of carbon stocks showed an AGB variation from 14.97 t ha-1 (initial regrowth) to 321.47 t ha-1 (mature forests). In addition to AGB, Ht was also important to discriminate the typologies.RESUMO A análise de mudanças na composição de espécies e estrutura da vegetação em cronosseqüências aprimora o conhecimento sobre os padrões de regeneração após o abandono das terras na Amazônia. Nosso objetivo foi realizar análise florístico-estrutural em florestas maduras (com / sem exploração madeireira) e em sucessões secundárias (inicial, intermediária e avançada) na região do Tapajós. A idade da regeneração e os locais das parcelas foram determinados usando imagens Landsat-5 TM (1984-2012). Na análise florística, foi determinada a suficiência amostral e os índices de Shannon-Weaver (H'), uniformidade de Pielou (J), Valor de Importância (VI) e alfa de Fisher (α). Foi aplicada análise de escalonamento multidimensional não-métrico (NMDS) para ordenação de similaridade. Na análise estrutural, o diâmetro à altura do peito (DAP), altura total da árvore (Ht), área basal (BA) e biomassa acima do solo (AGB) foram obtidos. As diferenças entre tipologias dos atributos florísticos-estruturais foram verificadas utilizando os testes de Tukey e Kolmogorov-Smirnov. Os resultados mostraram aumento dos índices H', J e alfa a partir da sucessão inicial até as florestas maduras da ordem de 47%, 33% e 91%, respectivamente. O estágio avançado apresentou mais espécies em comum com o estágio intermediário do que com a floresta madura. Foram observadas diferenças estatisticamente significativas entre os estágios iniciais e intermediários (p <0,05) para o DAP, BA e Ht. O retorno dos estoques de carbono mostrou uma variação de AGB de 14,97 t ha-1 (estágio inicial) para 321,47 t ha-1(florestas maduras). Além de AGB, Ht também foi um atributo importante para discriminar as tipologias.