Lianas reduce tree height across the tropics

Resumo Técnico: Lianas reduzem a altura das árvores nos trópicos

Problema e Contexto
A altura das árvores é uma dimensão fundamental da estrutura florestal, mediando trocas entre acesso à luz, estabilidade mecânica e transporte hidráulico, além de influenciar processos ecossistêmicos como a sequestração de carbono e a resistência a distúrbios. Embora as alometrias entre altura e diâmetro de árvores sejam conhecidas por variar através de gradientes biogeográficos e ambientais, os impulsionadores da variação intraespecífica nessas alometrias permanecem pouco compreendidos, particularmente no que diz respeito às interações bióticas. Nas florestas tropicais, as lianas (trepadeiras lenhosas) são um componente definidor que compete intensamente com as árvores por recursos. Embora estudos anteriores sugiram que as lianas reduzem o crescimento e a sobrevivência das árvores, sua influência específica na arquitetura das árvores — particularmente na altura — permaneceu não resolvida, com evidências limitadas a observações fragmentadas e localizadas. Este estudo aborda a lacuna na compreensão de como a infestação por lianas altera as alometrias de altura das árvores em todo o pan-trópico e como esses efeitos interagem com o clima.

Metodologia
Os autores compilaram o maior conjunto de dados pan-tropicais até o momento, compreendendo 50.473 observações de árvores individuais em 66 locais. O conjunto de dados inclui medições coincidentes de diâmetro à altura do peito (DAP, intervalo 10–255 cm), altura da árvore e um índice padronizado de ocupação da copa pelas lianas (COI). Para garantir a robustez, o COI foi agregado em três níveis: sem ocupação, ocupação moderada (1–50% de cobertura da copa) e ocupação pesada (>50% de cobertura da copa). A análise focou em árvores com DAP ≥ 10 cm para visar indivíduos do dossel.

O estudo empregou modelos alométricos bayesianos hierárquicos para quantificar o efeito da ocupação por lianas na altura das árvores. Os autores testaram 20 formulações de modelos abrangendo três formas funcionais (Michaelis–Menten generalizada, Weibull e funções de potência) com e sem efeitos de lianas nos parâmetros de forma. A seleção do modelo baseou-se no Critério de Informação de Watanabe-Akaike (WAIC). O melhor modelo (uma função de Weibull com efeitos de lianas nos parâmetros de forma b e k) foi utilizado para estimar a mudança relativa na altura prevista para árvores ocupadas por lianas em comparação com árvores livres de lianas do mesmo DAP.

Para investigar os impulsionadores ambientais, os autores restringiram as análises de extrapolação e projeção a florestas primárias de terras baixas (40 locais, 30.154 observações) para evitar vieses de distúrbio e elevação. Eles relacionaram os tamanhos de efeito ao nível do sítio com variáveis bioclimáticas do WorldClim usando Análise de Componentes Principais (PCA) e seleção de variáveis por projeção preditiva. Finalmente, essas relações clima-liana foram aplicadas às projeções climáticas do CMIP6 sob quatro Caminhos Socioeconômicos Compartilhados (SSPs) para estimar mudanças futuras na supressão de altura induzida por lianas.

Principais Resultados

1. Supressão de Altura Pan-tropical: O estudo fornece evidências robustas de que árvores que hospedam lianas são consistentemente mais baixas do que indivíduos com o mesmo diâmetro de caule que não possuem lianas. Em nível pan-tropical, a ocupação moderada de lianas reduziu a altura da árvore em aproximadamente 5,4% (IC 89%: -6,4% a -4,4%), enquanto a ocupação pesada reduziu a altura em 10,2% (IC 89%: -12,1% a -8,4%). Para uma árvore de 50 cm de DAP, isso corresponde a reduções absolutas de altura de -1,5 m e -2,8 m, respectivamente.
2. Escalonamento com Ocupação e Tamanho: O efeito de supressão escalou com a ocupação de lianas; árvores fortemente infestadas foram suprimidas aproximadamente duas vezes mais do que as moderadamente infestadas. A supressão relativa foi mais forte em árvores menores (até ~50 cm de DAP) e enfraqueceu gradualmente conforme o DAP aumentava.
3. Variabilidade de Sítio e Espécie: Embora o efeito negativo tenha sido consistente, sua magnitude variou significativamente entre sítios e espécies. No nível do sítio, a ocupação pesada resultou em reduções de altura variando de -39,3% em Queensland (Austrália) a +4,0% no Brasil, embora efeitos positivos tenham sido raros e frequentemente estatisticamente indistinguíveis de zero. Da mesma forma, entre as espécies de árvores abundantes, a maioria exibiu efeitos negativos de altura, com espécies de crescimento rápido (caracterizadas por menor densidade de madeira e massa foliar por área) parecendo mais suscetíveis, embora modelos baseados em traços tenham explicado pouca variância.
4. Impulsionadores Climáticos: A magnitude da supressão de altura induzida por lianas foi fortemente modulada pelo clima. A supressão foi mais pronunciada em locais mais quentes e mais fraca em condições mais úmidas. Especificamente, o tamanho do efeito foi positivamente correlacionado com regimes de temperatura (Eixo PCA 1) e negativamente correlacionado com regimes de precipitação (Eixo PCA 4).
5. Projeções Futuras: Sob todos os cenários climáticos futuros (SSP1-2.6 a SSP5-8.5), projeta-se que a supressão de altura de árvores induzida por lianas se intensificará. Até o final do século (2081–2100), a supressão média pan-tropical para ocupação pesada deve aumentar de -8,4% para entre -10,2% e -15,3%, impulsionada principalmente pelo aumento das temperaturas e pela mudança na sazonalidade das precipitações.

Significância e Alegações
Os autores alegam que este estudo fornece a primeira evidência pan-tropical de que as lianas estão associadas a uma redução na altura das árvores, um efeito estrutural que reverbera através da função florestal. Ao reduzir a altura das árvores, as lianas provavelmente diminuem a interceptação de luz e a posição competitiva no dossel, potencialmente reduzindo os estoques de carbono individuais sem serem compensadas pela biomassa da liana. Isso sugere que a supressão de altura induzida por lianas contribui para sumidouros de carbono florestais mais fracos.

O artigo enfatiza que esses efeitos estruturais não são uniformes; eles variam com os traços das espécies hospedeiras e são modulados pelo clima. A descoberta de que a supressão se intensifica sob condições mais quentes e sazonais implica que as mudanças climáticas podem exacerbar os impactos negativos das lianas sobre a estrutura florestal. Consequentemente, ignorar as interações liana-árvore em modelos alométricos pode levar a superestimativas sistemáticas da biomassa e do armazenamento de carbono das florestas tropicais. Os autores concluem que compreender essas interações é essencial para prever como as florestas tropicais se reorganizarão sob as contínuas mudanças climáticas e distúrbios.