Il Futuro delle Foreste Pluviali Afrotropicali: Abbattimento e Ricrescita
Esaminando gli effetti delle attività umane sulla biodiversità delle foreste pluviali afrotropicali.
Jonas Depecker, Justin A. Asimonyio, Yves Hatangi, Olivier Honnay, Steven B. Janssens, Jean-Léon Kambale, Filip Vandelook, Angelino Carta
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Indice
- Ruoli nella Funzione dell'Ecosistema
- Minacce dalle Attività Umane
- Rigenerazione delle Foreste Pluviali Tropicali
- Misurazione degli Effetti della Biodiversità
- Mancanza di Dati nei Tropici
- Obiettivi dello Studio
- Area di Studio
- Campionamento della Vegetazione
- Costruzione della Filogenia
- Analisi dei Dati: Diversità Filogenetica
- Analisi dei Dati: Diversità Funzionale
- Risultati: Diversità Filogenetica
- Risultati: Diversità Funzionale
- Confronto tra le Categorie Forestali
- Fattori di Cambiamento
- Impatto della Rigenerazione Forestale
- Limitazioni dello Studio
- Conclusione
- Informazioni di Supporto
- Fonte originale
Le foreste pluviali afrotropicali sono posti super importanti nel mondo. Sono famose per avere un sacco di specie di piante e per fornire servizi essenziali come aria pulita e habitat per gli animali. Le foreste ospitano più di 30.000 tipi di piante e hanno molte specie di piante fiorite. Però, queste foreste hanno meno tipi di piante rispetto alle foreste pluviali tropicali che si trovano in posti come il Sud America. Questa differenza è dovuta alla geologia, al clima e al fatto che non ci sono abbastanza ricercatori che lavorano qui.
Ruoli nella Funzione dell'Ecosistema
Queste foreste fanno un gran lavoro nel produrre ossigeno e immagazzinare carbonio, il che aiuta a ridurre i cambiamenti climatici. Il Bacino del Congo, che è parte di queste foreste, immagazzina una enorme quantità di carbonio-molto di più dell'Amazzonia! Sfortunatamente, le attività umane, come l'agricoltura e il disboscamento, mettono a rischio queste foreste cruciali. Circa quattro milioni di ettari di foresta pluviale africana scompaiono ogni anno, facendo sparire queste aree più velocemente rispetto a molti altri posti nel mondo.
Minacce dalle Attività Umane
Spesso sentiamo parlare di disboscamento totale, ma un'altra minaccia subdola è la degradazione delle foreste. Questo succede quando le persone rovinano la foresta senza tagliarla completamente, il che può essere altrettanto dannoso. Il disboscamento selettivo è un grosso problema, soprattutto nelle foreste afrotropicali. Questo comporta il prelievo di alcuni alberi lasciandone altri, ed è guidato principalmente dalla necessità di carbone e legname da costruzione. Per questo motivo, circa un terzo delle foreste pluviali afrotropicali è ora gravemente danneggiato.
Rigenerazione delle Foreste Pluviali Tropicali
Nonostante le alte percentuali di deforestazione, c'è un lato positivo: le foreste pluviali abbandonate stanno ricrescendo! Molti paesi africani stanno lavorando per ripristinare le loro foreste attraverso progetti come l'Iniziativa Africana per il Ripristino dei Paesaggi Forestali. Tra il 2000 e il 2019, quasi un milione di ettari di foresta sono stati ripristinati attivamente o passivamente nell'Africa sub-sahariana. Alcuni studi suggeriscono che la biodiversità in queste foreste in crescita può riprendersi abbastanza velocemente, ma ci vuole più tempo perché il mix di specie torni a quello che era prima.
Misurazione degli Effetti della Biodiversità
Tradizionalmente, le persone guardavano la biodiversità contando le diverse specie. Ma, come ha sottolineato Darwin tanto tempo fa, le specie non sono solo casuali. Hanno storie condivise e possono svolgere ruoli ecologici diversi. Contare le specie perde molta della ricchezza trovata in natura. Così, ora i ricercatori cercano di includere anche la DiversitàFilogenetica (relazioni evolutive) e funzionale (come le specie interagiscono e i loro ruoli).
Capire meglio queste relazioni aiuta i ricercatori a vedere come il disboscamento e la ricrescita influenzano la struttura e la composizione delle comunità forestali. Questo è vitale per creare strategie di conservazione intelligenti.
Mancanza di Dati nei Tropici
Nonostante si sappia quanto siano importanti questi aspetti, ci sono ancora pochi studi che combinano le dimensioni filogenetiche e Funzionali, specialmente nelle aree tropicali. In Asia e Sud America, gli studi suggeriscono un tema comune: man mano che le perturbazioni aumentano, la diversità tende a diminuire. Tuttavia, per quanto riguarda gli afrotropici, in particolare il Bacino del Congo, la ricerca è scarsa.
Obiettivi dello Studio
Per colmare questa lacuna, abbiamo usato dati da studi precedenti per vedere come il disboscamento e la ricrescita influenzano le comunità arboree nel Bacino del Congo. Ci siamo proposti di vedere come il disboscamento selettivo impatta la diversità filogenetica e funzionale rispetto alle foreste intatte.
Area di Studio
Il nostro studio si è concentrato sulla regione di Yangambi nel nord-est della Repubblica Democratica del Congo. Questa area rappresenta paesaggi tipici di foresta pluviale nel Bacino del Congo, combinando diversi tipi di uso del suolo. Sfortunatamente, non è stato implementato alcun piano di gestione, il che aggiunge difficoltà a questo ecosistema.
Campionamento della Vegetazione
In questa regione, gli scienziati hanno allestito 25 parcelle forestali per studiare la vegetazione. Hanno prelevato campioni da queste aree e raccolto dati su oltre 7.000 alberi, identificandoli a livello di specie. Questo includeva anche la raccolta di informazioni sulle loro caratteristiche, come la densità del legno e l'area delle foglie.
Costruzione della Filogenia
Per comprendere le relazioni evolutive tra le specie arboree, i ricercatori hanno costruito un albero filogenetico. Hanno abbinato i nomi delle specie per garantire accuratezza e incluso specie mancanti collegandole ai loro parenti più vicini.
Analisi dei Dati: Diversità Filogenetica
I ricercatori hanno calcolato diversi metri per valutare la diversità filogenetica basata sull'albero filogenetico costruito in precedenza. Questo includeva l'analisi di quante diverse linee siano presenti e quanto siano strettamente correlate le specie tra loro. Hanno confrontato le diversità tra i tre tipi di foreste: foreste mature non disturbate, foreste mature disturbate e foreste in rigenerazione.
Analisi dei Dati: Diversità Funzionale
Simile alla diversità filogenetica, i ricercatori hanno anche valutato la diversità funzionale osservando come le diverse specie interagiscono con l'ambiente e quali ruoli svolgono. Hanno misurato vari aspetti della comunità legati ai tratti funzionali per vedere come questi variano tra i diversi tipi di foreste.
Risultati: Diversità Filogenetica
Le foreste che sono state disboscate mostrano una maggiore diversità filogenetica in alcune aree rispetto alle foreste intatte. Questo suggerisce che, mentre il disboscamento rimuove alcuni alberi, altri rimangono e aiutano a mantenere una certa diversità. Le foreste in rigenerazione hanno mostrato una maggiore quantità di diversità filogenetica terminale, il che significa che avevano più specie nuove o giovani che si affacciavano.
Risultati: Diversità Funzionale
Osservando le misure di diversità funzionale, la foresta disboscata mostrava una maggiore divergenza funzionale rispetto alle foreste intatte. Tuttavia, nel complesso, i ricercatori non hanno trovato grandi differenze nelle metriche funzionali tra i vari tipi di foreste, suggerendo che le funzioni di base dell'ecosistema esistono ancora.
Confronto tra le Categorie Forestali
Attraverso una serie di test, i ricercatori hanno trovato differenze significative sia nella composizione filogenetica che funzionale tra i diversi tipi di foreste. I cambiamenti erano guidati principalmente dalla densità del legno e dalle dimensioni del tronco, che sono influenzati da attività umane come il disboscamento.
Fattori di Cambiamento
La rimozione di alberi con alta densità di legno a causa del disboscamento selettivo ha alterato la diversità sia in termini filogenetici che funzionali. I cambiamenti nella densità del legno e nelle dimensioni del tronco evidenziano come il disboscamento influisca sugli alberi rimasti e sulle loro capacità all'interno dell'ecosistema. Questo impatta anche su come le foreste immagazzinano carbonio, con alberi a bassa densità di legno che sono meno efficaci nell'assorbire carbonio.
Impatto della Rigenerazione Forestale
Guardando alla rigenerazione dopo l'abbandono agricolo, i risultati suggeriscono che le foreste in rigenerazione stanno recuperando. Tuttavia, non sono tornate completamente ai livelli di diversità trovati nelle foreste mature intatte. La presenza di specie più giovani e tardive indica un processo di recupero che è ancora in corso.
Limitazioni dello Studio
Sebbene questa ricerca fornisca preziose intuizioni, ci sono alcune limitazioni, come la disponibilità di dati su alcune specie e tratti. Questo potrebbe portare a stime meno accurate della diversità, ma queste limitazioni si applicano in egual modo a tutti i tipi di foreste nello studio.
Conclusione
Incorporare sia aspetti filogenetici che funzionali della diversità è cruciale per valutare gli impatti del disboscamento e della rigenerazione in queste foreste pluviali. Lo studio ha trovato che, mentre le composizioni comunitarie sono state significativamente cambiate nelle foreste disboscate e in rigenerazione, le funzioni di base di questi ecosistemi sono riuscite a persistere. Possiamo dire che le foreste mature non disturbate sono insostituibili e necessitano di protezione, mentre le foreste in rigenerazione giocano un ruolo significativo nel supportare la biodiversità e nel recupero delle funzioni ecosistemiche.
Informazioni di Supporto
Una grande quantità di dati e informazioni aggiuntive supporta le scoperte, aiutando a costruire un quadro più chiaro dei cambiamenti che avvengono in questi ecosistemi importanti.
Titolo: Phylogenetic and functional compositional shifts associated with selective logging and forest regrowth in tropical rainforests of the Congo Basin
Estratto: Background and aimsTropical rainforests constitute a globally important biome severely threatened by anthropogenic activities. Accounting for the phylogenetic and functional dimensions can provide insights into how anthropogenic activities affect tree species community assembly. Here, we aimed to assess the effects of selective logging and forest regrowth on the tree composition in the Yangambi region (Democratic Republic of the Congo), as compared to reference undisturbed old-growth forest by incorporating phylogenetic and functional information. MethodsWe measured the phylogenetic and functional alpha-diversity and dissimilarity of undisturbed old-growth, disturbed old-growth, and regrowth rainforests by sampling species abundances and key traits related to usefulness (wood density), vegetative (specific leaf area), and reproductive (fruit type) functions. Then, we evaluated the association between phylogenetic and functional dissimilarity to unravel potential drivers underlying changes in the community composition. Key resultsPhylogenetic and functional dissimilarities resulted in a consistent compositional separation of the disturbed old-growth forests and regrowth forests from the undisturbed old-growth forests, with this separation clearly associated with key functional traits. Compared to undisturbed old-growth forests, disturbed old-growth forests subjected to selective logging did not diverge in terms of both phylogenetic and functional diversity and structure. However, regrowth forests displayed increased levels of phylogenetic diversity and comparable functional diversity as undisturbed old-growth forests. ConclusionsSelective logging and forest regrowth have not led to an overdispersion or clustering of phylogenetic lineages nor functional traits in the tropical rainforests in the Congo Basin, rather, these anthropogenic activities brought an altered phylogenetic and functional community composition which may have serious implications for the stability of these ecosystems.
Autori: Jonas Depecker, Justin A. Asimonyio, Yves Hatangi, Olivier Honnay, Steven B. Janssens, Jean-Léon Kambale, Filip Vandelook, Angelino Carta
Ultimo aggiornamento: 2024-11-03 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.31.621313
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.31.621313.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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