Relação entre diversidade de espécies, estoque de carbono e variáveis climáticas em sistemas agroflorestais na Amazônia: uma metanálise

Abstract

A Amazônia apresenta um dos maiores reservatórios de biodiversidade e carbono (C) do planeta. No entanto, devido às alterações no uso do solo e mudanças climáticas, o equilíbrio desse ecossistema vem sendo fortemente perturbado, sendo importante desenvolver mecanismos que propiciem a redução do desmatamento na região e mitigação das mudanças no clima. Nesse sentido, os sistemas agroflorestais (SAFs) são estratégicos, visto as importantes funções ambientais que exercem, como o incremento da biodiversidade e promoção de serviços ecossistêmicos. Entretanto, pouco se sabe a respeito dos efeitos de variáveis climáticas no armazenamento de carbono nos SAFs, bem como dos padrões referentes aos cobenefícios da relação diversidade-estoque de carbono. Portanto, objetivou-se realizar uma metanálise para avaliar a relação entre riqueza de espécies e estoque de carbono de sistemas agroflorestais em áreas de domínio amazônico, bem como a influência do clima sobre o estoque de C. Para isso, foi realizada extensa revisão de literatura em bancos de dados abrangentes, com o intuito de selecionar artigos científicos publicados nas últimas três décadas. Foram incluídos nessa pesquisa estudos que se enquadraram em todos os critérios predeterminados. Vinte e duas variáveis climáticas padronizadas foram obtidas para todos os locais de estudo. Para avaliar a normalidade dos dados utilizou-se o Teste de Shapiro-Wilk, e para comparar os valores médios entre tipos de sistemas agroflorestais (simples e complexos) o Teste de Mann-Whitney. As variáveis climáticas foram resumidas através da análise de componentes principais, sendo as mais explicativas selecionadas através da análise de correlação de Pearson. Modelos lineares de efeitos mistos foram usados para testar os efeitos do clima sobre o estoque carbono, assim como a relação riqueza-estoque de carbono. Para selecionar a função de ligação mais adequada, foi realizado o diagnóstico dos modelos a partir do teste da distribuição gaussiana dos erros e verificação das distribuições de resíduos, utilizando o gráfico Q-Q. Para realizar as análises foram usados diferentes pacotes no Rstudio. As médias para a riqueza de espécies dos SAFs complexos e simples foram de 13,66 e 2,88 espécies, respectivamente. Para o estoque de carbono, os SAFs complexos apresentaram valor médio de 55,05 Mg/ha e os simples 36,21 Mg/ha. Entretanto, não houve diferença significativa entre os tipos de SAFs em relação ao estoque de carbono. Dentre as principais variáveis climáticas selecionadas como importantes preditores, apenas o intervalo diurno médio possuiu efeito significativo no estoque de carbono, sendo este negativo. Houve significativa relação positiva de cobenefício entre a riqueza de espécies e o armazenamento de carbono acima do solo, onde a riqueza foi a variável que mais explicou a variação do estoque de carbono nos SAFs. Dessa maneira, foi possível concluir que os sistemas agroflorestais, sobretudo os SAFs complexos, possuem destacado potencial para a conservação da biodiversidade e mitigação das mudanças climáticas de forma simultânea na região amazônica. Palavras-chave: Floresta Amazônica. Agrossilvicultura. Biodiversidade. Serviços ecossistêmicos. Cobenefícios. Mudanças climáticas.

The Amazon has one of the largest reservoirs of biodiversity and carbon on the planet. However, due to changes in soil use and climate change, the balance of this ecosystem has been heavily disturbed, and it is important to develop controls to allow the reduction of deforestation in the region and mitigation of the climate change. In this sense, agroforestry systems (AFS) are strategic, given the important environmental functions they perform, such as increasing biodiversity and promoting ecosystemic services. However, little is known about the effects of climate variations on carbon storage in AFS, as well as the patterns referring to the co-benefits of the diversity-carbon stock relationship. Therefore, the study aimed to carry out a meta-analysis to evaluate the relationship between species richness and carbon stock of agroforestry systems in areas of the Amazon domain, as well as the influence of climate on C stock. It was carried out an extensive literature review on broad databases, in order to select scientific papers published in the last three decades. Studies that met all the predetermined criteria were included in this research. Twenty-two standardized climate variables were obtained for all the study sites. The Shapiro-Wilk Test was used to assess the normality of data, and the Mann-Whitney Test was used to compare the average values between types of simple and complex agroforestry systems. The climatic variables were summarized through analysis of the principal components, and the most explanatory variables selected through Pearson's correlation analysis. Linear mixed-effects models were used to test the effects of the climate on the carbon stock, as well as the richness-stock relationship of C. To select the most appropriate link function, the models were diagnosed using the Gaussian distribution test of the errors and verification of the residual distributions, using the Q-Q graph. To perform the analysis, different packages were used on Rstudio. The averages for species richness of complex and simple AFS were 13.66 and 2.88 species, respectively. For the carbon stock, the complex AFS average value was 55.05 Mg/ha, and the simple ones 36.21 Mg/ha. However, there was no significant difference between the types of AFS in terms of carbon stock. Among the main climatic variables selected as important predictors, only the average daytime interval had a significant effect on carbon stock, which was negative. There was a significant positive co-benefit relationship between species richness and aboveground carbon storage, where richness was the variable that better explained the variation in carbon stock in the AFS. Thus, it was possible to conclude that agroforestry systems, especially complex AFS, have outstanding potential for conserving biodiversity and mitigating climate change simultaneously in the Amazon region. Keywords: Amazon rainforest. Agroforestry. Biodiversity. Ecosystem services. Co- benefits. Climate changes.