As árvores competem por espaço, luz e recursos, e esses confrontos podem deixar cicatrizes de batalha

Quando você caminha por uma floresta, pode parecer um cenário estático onde muito pouco acontece.Mas as árvores estão constantemente interagindo e reagindo umas às outras à medida que crescem.Há intensa competição por luz e espaço.Cada mudança afeta de alguma forma a composição geral da floresta.

Cientistas florestais como eu passar muito tempo pensando sucessão florestal – um processo previsível em que espécies de plantas colonizam e dominam um pedaço de terra.A sequência básica é que a terra evolua de um campo aberto para arbustos e arbustos, depois para árvores jovens e, finalmente, para árvores grandes e maduras.Perturbações, como grandes tempestades ou incêndios florestais, podem interromper ou atrasar a sucessão florestal.

Estudo mudanças ecológicas na composição de espécies, arranjo de árvores e desenvolvimento florestal que ocorrem durante a sucessão e após perturbações.Minha equipe de pesquisa analisa as condições em florestas decíduas ou frondosas de espécies mistas.Usando anéis de árvores, reconstruímos como eram as florestas anteriores anos atrás.

Ao aplicar padrões e processos observados, os investigadores podem modelar o crescimento e desenvolvimento futuro das florestas.Aqui estão alguns insights sobre o que pode estar acontecendo entre as árvores ao seu redor durante uma caminhada na floresta.

Lutando por espaço e luz

As comunidades florestais contêm árvores de diferentes espécies, formas e tamanhos.Cada espécie precisa de quantidades específicas de luz solar e espaço para prosperar e crescer em seu próprio ritmo.

Muitas árvores distanciar-se de outras árvores para minimizar a interação com seus vizinhos – um padrão que os pesquisadores chamam de timidez da copa.Se você olhar para cima, poderá notar lacunas entre as árvores e galhos próximos às lacunas com galhos quebrados e menos folhas.Por outro lado, galhos e folhas que têm amplo espaço e luz solar para crescer serão mais densos e saudáveis.

As florestas frondosas de espécies mistas muitas vezes suportam mais de 30 espécies lenhosas, o que significa que eles podem evoluir de muitas maneiras diferentes.Compreender como as árvores interagem permite que as pessoas que gerem as florestas, quer o cenário seja rural ou urbano, prescrevam práticas que orientarão o crescimento das florestas.

Quando uma floresta está se estabelecendo, ela pode ter milhares de mudas de árvores por acre.Mas apenas 50 a 100 árvores por acre podem sobreviver e crescer até a maturidade.Os silvicultores trabalham para entender quais árvores superarão as outras e quais árvores abrirão espaço para cultivo.

Uma das zonas mais importantes para a compreensão do crescimento florestal é o dossel – o teto da floresta, que inclui todas as folhas, galhos e galhos das copas das árvores.Uma floresta mista típica terá múltiplas camadas de dossel, compostas de espécies com taxas de crescimento variadas.À medida que as árvores morrem, elas abrem mão do espaço de crescimento, que as árvores sobreviventes capturam ao crescer e expandir suas copas.

Como as tempestades de vento moldam as florestas

Uma árvore madura passará por muitos eventos climáticos durante sua vida.As tempestades de vento forçam as árvores a balançar e bater nas vizinhas, o que causa abrasão da copa – danos aos botões e pontas dos galhos.Esses impactos podem retardar e reduzir o crescimento dos ramos.A abrasão da copa é um sinal de que as árvores são muito densas e a competição entre as árvores está prejudicando o crescimento saudável.

No entanto, a abrasão da coroa pode realmente ajudar algumas espécies.Por exemplo, os carvalhos, uma espécie de crescimento mais lento, têm tecidos densos e ramos robustos que podem desgastar e danificar ramos de árvores de crescimento mais rápido, como o choupo e a goma, que têm madeira mais fraca e menos densa.Isso permite que os carvalhos emerjam acima de seus rivais de crescimento inicialmente mais rápido.

Algumas florestas são monoculturas, dominadas por uma espécie de árvore.Por exemplo, em grandes áreas do oeste dos EUA, as florestas foram queimadas ou derrubadas em 1800 e mais tarde regeneradas com pinheiro lodgepole, que é nativo das áreas montanhosas ocidentais.Todas as árvores voltaram a crescer na mesma proporção, ao contrário das florestas mistas, onde algumas espécies crescem mais rapidamente do que outras.

Isso produziu árvores altas e delgadas que balançar mais durante eventos com vento.Por causa da abrasão ou timidez da copa, os pinheiros têm copas pequenas que não se expandem tanto para os lados como normalmente fariam.

Essas florestas eventualmente ficam estagnadas.O espaço entre as árvores diminui porque as pequenas copas das árvores não mantêm as árvores vizinhas “à distância do braço”. O crescimento das árvores diminui e a vitalidade das árvores diminui.

Desbastando essas florestas ou realizando queimaduras prescritas pode aumentar o espaçamento entre as árvores e fornecer mais espaço para o crescimento da copa.

Assistindo a batalha das árvores

Para estudar o movimento dos ramos durante eventos de vento, meus alunos e eu usamos acelerômetros – dispositivos que medem com que rapidez a velocidade de um objeto em movimento muda.A maioria dos smartphones modernos contém acelerômetros integrados que ajudam aplicativos como o Google Maps a identificar a posição do telefone.

Fixamos os acelerômetros perto das extremidades dos galhos, onde medem os movimentos dos galhos em três dimensões.Ao vincular esses dados em tempo real às medições da velocidade do vento, podemos determinar os movimentos dos ramos e a aceleração em resposta a diferentes velocidades do vento.

Em um estudo, analisamos como as interações entre diferentes espécies de árvores mudaram a copa da floresta em florestas de madeira de lei de terras baixas ao longo de rios e córregos no centro do Mississippi.Essas florestas eram compostas principalmente por carvalho de cerejeira e árvores de eucalipto.Ambas as espécies são comuns em povoamentos mistos, mas apresentam formas de copa e taxas de crescimento diferentes.

Inicialmente, as gomas-doces eram mais numerosas e proeminentes nas florestas jovens.Mas com o passar do tempo, graças às árvores que se chocavam, os carvalhos de cerejeira começaram a ficar mais fortes em espaços desocupados por galhos desgastados de eucalipto.Eventualmente, o carvalho superou a eucalipto em declínio e chegou a dominar o dossel da floresta.

Gerenciando de cima para baixo

Os ambientes florestais estão em constante mudança e são afetados por muitos fatores, desde invasões de insetos e doenças de plantas até alterações climáticas e desastres naturais.A abrasão física da copa entre espécies não é tão bem compreendida como algumas destas outras tensões, mas contribui claramente para o desenvolvimento de florestas decíduas diversas e de espécies mistas.

Nossa pesquisa sugere que quando a abrasão da copa reduz o tamanho da copa e o crescimento de espécies de crescimento mais rápido, espécies mais robustas de crescimento mais lento podem surgir e se tornar mais proeminentes.Esta descoberta pode ajudar cientistas e silvicultores a desenvolver e gerir florestas saudáveis ​​e produtivas.