Orientador: Vera Lex Engel / Banca: Giselda Durigan / Banca: José Marcelo Domingues Torezan / Resumo: A avaliação da regeneração natural dos ecossistemas é importante porque permite entender a sucessão natural e determina se os esforços para recuperar a estabilidade e integridade biológica estão-sendo efetivos. Na regeneração natural dos ecossistemas, a disponibilidade de sementes é um fator importante para a sobrevivência e persistência da comunidade vegetal dentro do hábitat. Assim, o banco e a chuva de sementes têm sido considerados como os principais processos para a manutenção das comunidades vegetais. O objetivo do presente estudo foi avaliar a importância da dispersão e persistência de sementes no banco do solo na dinâmica de regeneração da comunidade vegetal em diferentes sistemas de restauração da floresta estacional semidecidual. O estudo foi realizado em duas áreas experimentais de Botucatu (São Paulo), cada uma contendo características diferentes de solo. Em cada área, há 18 anos, foram implantados cinco sistemas de restauração sob um delineamento em blocos com três repetições, e parcelas de 50 x 50 m, sendo: a) semeadura direta (SEMD), b) sistema agroflorestal (SAF), c) consórcio de espécies para madeira e lenha (COML), e) plantio diversificado (PDIV) e f) restauração passiva (controle) (RPSV). Além disso, foi avaliado um fragmento de floresta natural (FRAG) nas duas áreas como ecossistema de referência. Para o estudo da chuva de sementes, foram instalados, em cada parcela, ... / Abstract: The assessment of natural regeneration is important to understanding the successional trajectory of restored ecosystems and determining if the efforts to restore the stability and biological integrity are being effective. Seed availability is an important factor for the survival and persistence of plant community within the habitat. Thereby, seeds bank and seeds rain have been considered as the principal processes for plant communities maintenance. The aim of this study was to evaluate the role of the soil seed bank and the seed rain for the regeneration dynamics of plant communities under different seasonal semi-deciduous forest restoration systems. The study was undertaken in two experimental sites at Botucatu county (São Paulo), each one havind contrasting soil characteristics. Five restoration systems were stablished in 1997-1998, in a random block design with three replications in each site, with 50 x 50 m plots. Treatments were: a) direct seeding (SEMD), b) agroforestry system (SAF), c) timber and firewood mixed species plantation(COML), e) high-diversity plantation (PDIV) and f) passive restoration as control (RPSV). Furthermore, a natural forest fragment (FRAG) was evaluated in each area as a reference ecosystem. Soil samples were collected at 5 cm deepth (8 samples perplots), in order to analyse the seed bank by the germination method, respectively during the rainy and dry seasons. Soil samples were installed in germination boxes at the nursery. Sedling emergence was monitored during six months. For the seed rain study, 4 circular traps of 0.25 m² were installed in each plot, and the seeds were collected monthly during one year. The seed bank was composed mainly by herbaceous species in all restoration systems, comprinsing 83% and 73% of species for areas 1 and 2 respectively. The seed bank average density was 632.29 and 794.61 seeds / m², for areas 1 and 2, respectively. The highest dens ... / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-01-27Bitstream added on 2014-06-13T19:18:59Z : No. of bitstreams: 1 assis_gb_me_botfca.pdf: 760870 bytes, checksum: abf315d42fc386ef18086a065996a436 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A restauração de ecossistemas vem ganhando espaço em todo o mundo e, no Brasil, o modelo mais amplamente utilizado tem sido o plantio de espécies arbóreas em alta diversidade. Embora a recomendação seja de que se utilizem exclusivamente espécies nativas, a dificuldade de identificá-las e de se encontrarem mudas disponíveis resulta que em muitos plantios existem espécies não-nativas, as quais oferecem a ameaça potencial de invasão biológica. O objetivo desta pesquisa foi analisar o potencial invasivo das espécies arbóreas não-nativas que têm sido plantadas para a restauração de matas ciliares em região de Floresta Estacional Semidecidual - FES, com base na estrutura de suas populações e em sua contribuição para as comunidades em restauração. Selecionamos 25 plantios de matas ciliares situados na bacia do rio Paraná, com idades variando entre quatro e 53 anos. Em cada local efetuamos o levantamento da comunidade arbustivo-arbórea em área total de 1.000 m2, dividida em 10 parcelas de 100 m2, aleatoriamente distribuídas dentro da faixa de 0 a 50 m de distância da margem do corpo d‟água. Identificamos e contabilizamos todos os indivíduos de espécies arbóreas e arbustivas, plantadas ou regenerantes, a partir de 50 cm de altura, agrupando-os em três classes de tamanho segundo o diâmetro à altura do peito (DAP < 1 cm, 1 cm < DAP < 5 cm e DAP > 5 cm). Classificamos os indivíduos em plantados ou regenerantes com base no alinhamento do plantio, evidente mesmo em plantios mais antigos. No total, amostramos 18.421 indivíduos, pertencentes a 320 espécies, das quais 83 (26%) não eram nativas da região estudada. Com relação à origem das espécies amostradas nos plantios, 65% são nativas de FES, 19% são nativas de outras formações vegetacionais brasileiras e 16% são... / The restoration of the ecosystems has been increasing worldwide. The most widely used model in Brazil has been the planting of the high diversity tree species. Although the recommendation it is planting only native species during restoration, the difficulty to identify them and to find seedlings available, result in many planting are found non-native species, which offer the potential threat of biological invasion. The purpose of this study was to analyze the potential of invasive non-native tree species that have been planted to riparian forests restoration in the region of semideciduous forest, based on the structure of their populations in regeneration. We selected 25 areas in restoration, of the aged between 4 and 53 years after planting. At each site we carried out the floristic inventory in the total area of 1.000 m2, divided into ten plots randomly distributed, within the range of 0 to 50 m away from the edge of the water body. Identify and account for individuals of all tree and shrub species present in the understory, from 50 cm tall, grouped into three size classes by diameter at breast height (DBH < 1 cm, 1 cm < DBH < 5 cm and DBH > 5 cm) . We classify the species planted and regenerating based on the alignment of planting, evident even in the oldest plantation. In total, 18.421 individuals sampled, belonging to 320 species. Regarding the origin of the species in plantations, 65% are native FES, 19% are of other native vegetation formations in Brazil and 16% are from other countries. Only three areas were not planted non-native species. In other areas, non-native species were used in varying proportions, to a maximum of 54% of all species sampled from planted trees in a community restoration. The proportion of individuals of non-native species from regenerating plants (12%) was lower than XIV the proportion... (Complete abstract click electronic access below)

Dentre as atividades envolvidas no processo de mudança do uso da terra, está a mineração de bauxita, cuja atividade leva à constante perda de hábitat. Uma forma de reparar a degradação antrópica à diversidade e ao funcionamento dos ecossistemas naturais é utilizar o processo de restauração ecológica. Este trabalho utilizou armadilhas-de-queda para estudar o efeito da restauração florestal após a mineração de bauxita na abundância de anuros de serapilheira. Os pontos amostrais encontram-se em um mosaico vegetacional no planalto de Poços de Caldas, MG, sendo dois locais em processo de reabilitação, cinco em processo de restauração e dois locais em remanescentes secundários de Floresta Estacional Semidecidual Montana. Foram coletados dados referentes a características da vegetação (área basal; densidade; abertura do dossel e espessura da serapilheira) e a altitude em cada ponto amostral. O Critério de Informação de Akaike corrigido (AICc) foi usado para avaliar a eficácia de nove modelos construídos a priori na predição da abundância das duas espécies coletadas que apresentaram suficiência amostral, separadamente. A abundância de Rhinella pombali foi inversamente relacionada com a densidade da vegetação e com a altitude. O modelo com a abertura do dossel influenciou positivamente a abundância de Ischnocnema juipoca. A restauração florestal possibilitou a recolonização por duas espécies de anuros - E. juipoca e R. pombali, evidenciando a importância dessa atividade na reconstrução de habitats para a biodiversidade nativa. / Bauxite mining is one of the activities involved in land-use change that leads to total habitat loss. The process of ecological restoration is a way to repair anthropic damages to biodiversity and to natural ecosystems functioning. In this work, pitfall traps with drift fences were used to verify the influence of restoration of forest areas priorly submitted to bauxite mining on the abundance of leaf litter anurans. Sample sites were located in vegetation patches on the plateau of Poços de Caldas-MG, Brazil: two in areas under rehabilitation process, five in areas under restoration process and two in secondary fragments of Montane Semideciduous Seasonal Forest. Data concerning characteristics of vegetation (basal area, density, canopy openness and litter thickness) and height were collected in each sample site. The corrected Akaike Information Criterion (AICc) was used to evaluate the efficiency of nine models constructed a priori to predict abundance of two species collected that presented sampling sufficiency, analysed as separate groups. Abundance of Rhinella pombali was inversely related to height and vegetation density. The canopy openness model positively influenced abundance of Ischnocnema juipoca. Recolonization by two anuran species E. juipoca and R. pombali was possible due to forest restoration, which shows the importance of this process in reconstructing habitats for native biodiversity.

Wong, Man Man. / Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 2007. / Includes bibliographical references (leaves 149-164). / Abstracts in English and Chinese; appendix in Chinese. / Abstract --- p.i / Abstract (in Chinese) --- p.iii / Acknowledgements --- p.iv / Table of contents --- p.vi / List of tables --- p.x / List of figures --- p.xii / List of plates --- p.xiv / List of appendices --- p.xv / Chapter Chapter 1 --- Introduction --- p.1 / Chapter 1.1 --- Study background --- p.1 / Chapter 1.2 --- Conceptual framework of the study --- p.3 / Chapter 1.3 --- Objectives of the study --- p.10 / Chapter 1.4 --- Significance of the study --- p.10 / Chapter Chapter 2 --- Literature Review --- p.12 / Chapter 2.1 --- Overview of world plantations --- p.12 / Chapter 2.2 --- Restoration through the establishment of exotic plantations --- p.13 / Chapter 2.2.1 --- Rationale for restoration --- p.13 / Chapter 2.2.2 --- Restoration principles --- p.14 / Chapter 2.2.3 --- Use of exotic plantations in restoration --- p.15 / Chapter 2.2.4 --- Role of exotic species in plantations --- p.16 / Chapter 2.2.5 --- Problems associated with exotic plantations --- p.18 / Chapter 2.3 --- Transforming exotic woodlands to native forests --- p.21 / Chapter 2.3.1 --- Options of woodland transformation --- p.22 / Chapter 2.3.2 --- Woodland transformation in Hong Kong --- p.26 / Chapter 2.4 --- Summary --- p.28 / Chapter Chapter 3 --- The Study Area --- p.29 / Chapter 3.1 --- Introduction --- p.29 / Chapter 3.2 --- Geological setting of Hong Kong --- p.29 / Chapter 3.2.1 --- Climate --- p.29 / Chapter 3.2.2 --- Geology --- p.30 / Chapter 3.2.3 --- Soils --- p.31 / Chapter 3.2.4 --- Vegetation --- p.32 / Chapter 3.3 --- Study area --- p.33 / Chapter 3.3.1 --- Site selection --- p.33 / Chapter 3.3.2 --- Tai Lam Country Park and characteristics of Acacia confusa plantations --- p.34 / Chapter 3.3.3 --- Site description --- p.35 / Chapter 3.3.4 --- Site management --- p.38 / Chapter 3.3.5 --- Feral cattle disturbance --- p.40 / Chapter Chapter 4 --- Environmental Changes after Clearfelling --- p.41 / Chapter 4.1 --- Introduction --- p.41 / Chapter 4.2 --- Materials and methods --- p.42 / Chapter 4.2.1 --- Instrumentation and microclimatic measurements --- p.42 / Chapter 4.2.2 --- Data processing and statistical analysis --- p.44 / Chapter 4.3 --- Results and discussion --- p.44 / Chapter 4.3.1 --- Solar radiation and temperature after clearfelling --- p.44 / Chapter 4.3.2 --- Relative humidity and wind velocity after clearfelling --- p.48 / Chapter 4.3.3 --- Effect of clearfelling on exotic woodland transformation --- p.52 / Chapter 4.4 --- Summary --- p.53 / Chapter Chapter 5 --- Changes in Soil Properties after Clearfelling --- p.55 / Chapter 5.1 --- Introduction --- p.55 / Chapter 5.2 --- Materials and methods --- p.58 / Chapter 5.2.1 --- Soil sampling --- p.58 / Chapter 5.2.2 --- Laboratory analysis --- p.58 / Chapter 5.2.2.1 --- Texture --- p.59 / Chapter 5.2.2.2 --- Soil reaction pH --- p.59 / Chapter 5.2.2.3 --- Soil organic carbon (SOC) and organic matter (SOM) --- p.59 / Chapter 5.2.2.4 --- Tokal Kjeldahl nitrogen (TKN) --- p.60 / Chapter 5.2.2.5 --- Carbon: nitrogen ratio --- p.60 / Chapter 5.2.2.6 --- Available phosphorus --- p.60 / Chapter 5.2.2.7 --- Exchangeable cations --- p.60 / Chapter 5.2.3 --- Data processing and statistical analysis --- p.61 / Chapter 5.3 --- Results and discussion --- p.61 / Chapter 5.3.1 --- Temporal change of soil texture and reaction pH after clearcutting / Chapter 5.3.2 --- Temporal change of soil organic matter after clearcutting --- p.65 / Chapter 5.3.3 --- Temporal change of Total Kjedahl Nitrogen after clearcutting --- p.69 / Chapter 5.3.4 --- Temporal change of exchangeable cations after clearcutting --- p.71 / Chapter 5.3.5 --- Temporal change of available phosphorus after clearcutting --- p.74 / Chapter 5.3.6 --- Soil nutrient status after clearfelling --- p.76 / Chapter 5.3.7 --- Importance of tree retention on nutrient cycling --- p.78 / Chapter 5.4 --- Summary --- p.80 / Chapter Chapter 6 --- Soil Nitrogen Fluxes after Clearfelling --- p.81 / Chapter 6.1 --- Introduction --- p.81 / Chapter 6.2 --- Materials and methods --- p.83 / Chapter 6.2.1 --- In situ core incubation --- p.84 / Chapter 6.2.2 --- Sampling method --- p.84 / Chapter 6.2.3 --- Laboratory analysis of mineral N --- p.86 / Chapter 6.2.4 --- "Calculation of N mineralization, leaching and uptake" --- p.86 / Chapter 6.2.5 --- Statistical analysis --- p.89 / Chapter 6.3 --- Results and discussion --- p.89 / Chapter 6.3.1 --- Seasonal variation of NH4-N and N03-N --- p.89 / Chapter 6.3.2 --- "Net ammonification, NH4-N leaching and NH4-N uptake" --- p.92 / Chapter 6.3.3 --- "Net nitrification, NO3-N leaching and NO3-N uptake" --- p.94 / Chapter 6.3.4 --- "Net mineralization, leaching and uptake" --- p.95 / Chapter 6.3.5 --- Mineral nitrogen budget --- p.101 / Chapter 6.4 --- Summary --- p.103 / Chapter Chapter 7 --- Growth Performance of Recruited Trees and Restocked Species after Clearfelling --- p.105 / Chapter 7.1 --- Introduction --- p.105 / Chapter 7.2 --- Materials and methods --- p.106 / Chapter 7.2.1 --- Species identification --- p.106 / Chapter 7.2.2 --- Sampling method --- p.106 / Chapter 7.2.3 --- Statistical analysis --- p.107 / Chapter 7.3 --- Results and discussion --- p.107 / Chapter 7.3.1 --- Effect of overstorey removal on the growth of recruited native trees / Chapter 7.3.2 --- Effect of overstorey removal on growth of restocked native seedlings --- p.112 / Chapter 7.3.3 --- Importance of tree retention and seedling restocking in native forest re-establishment --- p.114 / Chapter 7.3.4 --- Species selection for clearcut site --- p.115 / Chapter 7.3.5 --- Browsing damage by feral cattle and its prevention --- p.118 / Chapter 7.4 --- Summary --- p.120 / Chapter Chapter 8 --- Effect of Shade and Water on the Growth of Selected Native Species --- p.121 / Chapter 8.1 --- Introduction --- p.121 / Chapter 8.2 --- Materials and methods --- p.124 / Chapter 8.2.1 --- Study sites --- p.124 / Chapter 8.2.2 --- Experimental design --- p.124 / Chapter 8.2.3 --- Light and water treatments --- p.124 / Chapter 8.2.4 --- Growth performance analysis --- p.126 / Chapter 8.2.5 --- Statistical analysis --- p.127 / Chapter 8.3 --- Results and discussion --- p.127 / Chapter 8.3.1 --- Height growth --- p.127 / Chapter 8.3.2 --- Basal diameter growth --- p.132 / Chapter 8.4 --- Summary --- p.135 / Chapter Chapter 9 --- Conclusions --- p.136 / Chapter 9.1 --- Introduction --- p.136 / Chapter 9.2 --- Summary of major findings --- p.137 / Chapter 9.3 --- Implications of the study --- p.141 / Chapter 9.3.1 --- Transformation of Acacia confusa woodland into native forest by clearfelling --- p.141 / Chapter 9.3.2 --- When and where to undertake clearfelling --- p.144 / Chapter 9.4 --- Limitations of the study --- p.146 / Chapter 9.5 --- Suggestions for further study --- p.147 / References --- p.149 / Appendices --- p.165

Food forestry has grown in its popularity in Canada, the United States and the United Kingdom, which it has not been traditionally practiced before, for its potential to produce healthy food, to create habitat for wildlife species, to reconnect people with nature and to provide various ecosystem services such as carbon storage. Diverse food forest projects are conceived from urban food initiatives to integrated conservation and restoration planning. Currently, the Galiano Conservancy Association is creating two food forests in the heart of a mature Coastal Douglas-fir landscape on Galiano Island, British Columbia, which is protected under a conservation covenant, in pursuit of sustainable food production, education and contribution to ecological restoration and conservation efforts. To investigate the relationships between emerging food forestry and ecological restoration and to identify key indicators to measure best practices of food forestry in the context of ecological restoration, I conducted 16 semi-structured interviews with food forestry and ecological restoration experts. In addition, I conducted a workshop with the Conservancy stakeholders to develop a comprehensive and systematic monitoring framework for their food forest projects. My studies suggest that restoration principles and resilience thinking can provide guidelines for restorative food forestry. Food forestry may serve as an innovative restoration tool to restore urban landscapes where lack significant opportunities for conventional restoration. A generic monitoring framework for food forestry could be adapted by other projects, yet this will require the process of defining goals and objectives of a given project and assessing landscape contexts and the organization’s capacity to monitor. / Graduate / soph.park@yahoo.ca

Apesar da importância, a restauração dos remanescentes florestais degradados em paisagens fragmentadas ainda carece de avanços técnico-científicos para que seja incluída na agenda da restauração ecológica. Atualmente, não existem métodos de restauração comprovados, e nem protocolos de avaliação e monitoramento da regeneração natural e da restauração ecológica em fragmentos florestais degradados. Na Floresta Estacional Semidecidual degradada é comum, em áreas de clareiras e com efeito de borda, a hiperabundância de algumas espécies de trepadeiras, que sufocam árvores, inibindo a regeneração de outras espécies. Nessas áreas, o corte de trepadeiras e o plantio de mudas de espécies arbóreas têm sido propostos como técnicas de restauração, entretanto, carecem de investigação quanto à sua eficácia ao longo do tempo. Do mesmo modo, pouco sabemos se de fato essa restauração se faz necessária, pois pouco sabemos se e como as áreas degradadas e sem cobertura de dossel se recuperam ao longo do tempo. A fim de analisar a efetividade do corte de trepadeiras e de plantios de árvores nativas sobre a regeneração da comunidade arbórea em fragmentos florestais degradados, avaliamos a trajetória de cobertura de dossel em um período de 22 anos, e de indicadores ecológicos de restauração florestal em uma cronossequência de 16 anos, em um remanescente de Floresta Estacional Semidecidual localizado na Mata de Santa Genebra, Campinas-SP. Para a avaliação da trajetória de cobertura de dossel, fotografias aéreas de 1994, 2005 e 2016 foram analisadas visualmente e suas clareiras vetorizadas manualmente, permitindo inferir se áreas de clareira se recuperaram ao logo do tempo e se a recuperação do dossel se deu de modo mais efetivo em áreas de borda submetidas a práticas de restauração. O percentual de áreas sem dossel arbóreo (clareiras e áreas cobertas por trepadeiras) aumentou ao longo dos anos, indo de 2,95% em 1994 a 10,71% em 2016. Boa parte das áreas se recupera naturalmente ao longo do tempo, sem interferência, mas outras clareiras surgem, em área maior, elevando as áreas sem dossel arbóreo. Nas bordas, o dossel se restabeleceu em 58,3% das áreas abandonadas e em 85,6% das áreas submetidas à restauração florestal, sugerindo que as práticas de restauração aceleram o restabelecimento do dossel. O corte de trepadeiras e o plantio de mudas de espécies arbóreas reduziram a infestação da copa das árvores por trepadeiras e aumentaram a riqueza e a área basal de árvores nativas ao longo do tempo. Além disso, todas as áreas submetidas às práticas de restauração florestal, independentemente da idade, apresentaram menor densidade e área basal de trepadeiras do que bordas degradadas. Por outro lado, a densidade de regenerantes arbóreos nativos é bastante inferior à densidade encontrada nas bordas conservadas usadas como referências, mesmo na restauração com 16 anos, sugerindo que embora as práticas de restauração florestal melhorem aspectos da estrutura e riqueza das bordas florestais degradadas, para alguns indicadores as áreas em restauração ainda não se equivalem às bordas conservadas. / Despite its importance, the restoration of degraded forest remnants in fragmented landscapes still lacks technical and scientific advances to be included in the agenda of ecological restoration. Currently, there are no consolidated restoration methods, nor protocols for evaluation and monitoring of natural regeneration and ecological restoration in degraded forest fragments. In the degraded Seasonal Semideciduous Forest of the Brazilian Atlantic Forest, some lianas became dominant, especially in treefall gaps and forest edges, suffocating trees and inhibiting the regeneration of other species. In these areas, lianas cutting and tree seedling plantings have been proposed as restoration techniques. However, we lack investigation on the effectiveness over time of those techniques. Besides, we even do not know if the restoration of degraded forest areas is indeed necessary, as we know little if and how degraded areas without canopy cover recover over time. Thus, in order to analyze the effectiveness of lianas cutting and tree seedling plantings on the regeneration of the tree community in degraded forest fragments, we evaluated the canopy cover trajectory over a period of 22 years. In addition, we evaluated ecological indicators in a 16-year chronosequence of forest restoration, in a degraded Semidecidual Seasonal Forest located in Campinas-SP, southeastern Brazil. For the assessment of the canopy cover trajectory, aerial photographs of 1994, 2005 and 2016 were visually analyzed and their canopy gaps manually vectored, allowing inferring if gaps areas recovered over time and if the canopy recovery occurred more effective in edge submitted to forest restoration practices. The percentage of areas without tree canopy (gaps and areas covered by lianas) has increased over the years, going from 2.95% in 1994 to 10.71% in 2016. Most of the areas recover naturally over time without human interference, but other gaps arised, and in a larger area, raising the areas without tree canopy. At the edges, tree canopy was reestablished in 58.3% of the abandoned areas and in 85.6% of the areas undergoing forest restoration, suggesting that restoration practices accelerate tree canopy restoration. Cutting tree and planting tree seedlings reduced treetop infestation by lianas, and increased tree richness and basal area over time. In addition, all areas submitted to forest restoration practices, regardless of age, presented lower lianas density and basal area than degraded forest edges. On the other hand, the density of trees in the natural regeneration is well below the density found on conserved edges used as references, even in the 16-year-old restoration. Our results suggest that although forest restoration practices improve the structure and richness of degraded forest edges, some indicators in the restoration areas are still far from being similar to the levels found in conserved edges.

Knowledge about forests undergoing restoration across the world is becoming increasingly essential due to the benefits of restoring forest for ecosystem functions related to water, such as water infiltration. Although there is a growing literature regarding the biodiversity and some ecosystem functions in forest undergoing restoration, soil responses in these forests remain virtually unknown. Moreover, few works have analyzed the effects on soil of different restoration approaches (e.g., planting of native species and natural regeneration). In this context, the main objective of this work was to evaluate and gain a better understanding of the effects of different forest restoration methodologies on the recovery of soil physical and hydraulic properties, more specifically on water infiltration. In the first part of this study (Chapter 2) was conducted a systematic review of scientific literature, reporting and discussing the infiltration measures in tropical forests undergoing restoration by tree planting. The results of this review indicated that infiltration was likely to increase after tree planting; that infiltration recovery was faster when agriculture was the prior land use; that clayey soils (>30% clay) tended to exhibit greater increases in infiltration after tree planting; and that restored forests after 10 years evidenced more similar infiltration values with the pre-disturbance soil conditions (e.g., natural reference forest). The following two parts of the thesis (Chapter 3 and 4) were based on a restoration program using a high-diversity mix of native plantings in the county of Campinas, São Paulo, Brazil. In the Chapter 3 was investigated the effect of forest restoration on saturated soil hydraulic conductivity (Ks), verifying the Ks recovery to the pre-disturbance soil conditions. We sampled field Ks under three land-cover types: (i) a pasture; (ii) a restored forest of 9 years of age; and (iii) a remnant forest patch. Our results showed that Ks recovery differ markedly among the forests undergoing restoration; and that soil attributes and Ks recovery are influenced by the duration and intensity of land use prior to forest restoration. In the Chapter 4 we assessed the effects of land use history on the recovery of Ks, soil and vegetation attributes, comparing active vs. passive restoration (e.g., assisted restoration). In these chapters we conclude that forest restoration actions may improve soil physical and hydraulic properties, but in some cases a complete recovery to reference levels can be difficult, especially when land use was more intense prior to forest restoration actions. It is very important to understand soil recovery in forests undergoing restoration on different climate, forest and soil types. Thereby, in future research long-term studies are essential, which should focus in the water movement through the soil profile and aiming to understand how the forest restoration can recover the infiltration process, also including landscape scale (e.g., watershed). / O conhecimento sobre as florestas em processo de restauração florestal ao redor do mundo está cada vez mais em evidência, devido principalmente à sua importância nas funções ecossistêmicas relacionadas à água, tais como a promoção da infiltração. Contudo, apesar de existirem muitos estudos sobre áreas em restauração, abordando sua biodiversidade e algumas funções ecossistêmicas, o papel do solo nessas florestas em restauração permanece ainda pouco conhecido, por exemplo, poucos trabalhos têm analisado o efeito sobre o solo das diferentes estratégias de restauração (e.g., plantio de espécies nativas e regeneração natural). Nesse contexto, o objetivo desse trabalho foi avaliar e obter uma melhor compreensão dos efeitos de diferentes metodologias de restauração florestal na recuperação das propriedades físicas e hídricas do solo, mais especificamente na recuperação da infiltração de água no solo. Na primeira parte desse estudo (Capítulo 2) foi realizada uma revisão sistemática da literatura científica, reportando e discutindo os resultados de trabalhos sobre infiltração de água no solo em florestas em processo de restauração nos Trópicos, por meio do plantio de árvores. Os resultados desses trabalhos mostraram que houve um aumento da infiltração após o plantio de árvores; também observamos que a recuperação da infiltração foi mais rápida quando a agricultura era o uso anterior do solo; que solos mais argilosos (>30% argila) tenderam a exibir maiores aumentos na infiltração após plantio de árvores; e que as florestas em restauração com 10 ou mais anos evidenciaram valores de infiltração mais similares com as condições pré-distúrbio do solo (e.g., floresta natural de referência). Os dois capítulos restantes do trabalho (Capítulos 3 e 4) foram realizadas em uma área em processo de restauração florestal, com plantio de espécies nativas e elevada diversidade, no município de Campinas, São Paulo, Brasil. No Capítulo 3 foi investigado o efeito da restauração florestal na condutividade hidráulica do solo (Ks), verificando a recuperação da Ks até as condições pré-distúrbio. A Ks foi amostrada no campo em três tipos de uso do solo: (i) pastagem; (ii) área em restauração com 9 anos de idade; e (iii) florestal natural remanescente. Os resultados desse capítulo mostraram que a recuperação da Ks diferiu entre as áreas em processo de restauração; e que os atributos do solo e a recuperação da Ks foram influenciados pela intensidade e tempo de uso do solo anterior à restauração florestal. No Capítulo 4 foi avaliado o efeito do histórico de uso do solo na recuperação da Ks, dos atributos do solo e da vegetação, comparando as estratégias de restauração ativa vs. passiva (e.g., restauração assistida). Nesses capítulos concluímos que as ações de restauração florestal podem melhorar as propriedades físicas e hídricas do solo, porém, a recuperação de valores próximos aos valores de referência tem grande dificuldade, especialmente quando a área em restauração teve um histórico de uso intenso do solo. É fundamental entender como ocorre a recuperação do solo nas áreas em processo de restauração ecológica em diferentes tipos de climas, florestas e solos. Assim, fica claro a necessidade de pesquisas de longo prazo que foquem no movimento da água no perfil do solo, visando entender como a restauração florestal recupera o processo de infiltração da água no solo, inclusive na escala de paisagem (e.g., bacia hidrográfica).

A escassez hídrica devido às baixas vazões e problemas de captação de água são objeto de debates e conflitos na bacia hidrográfica do rio Piracicaba. A restauração florestal é tida como uma alternativa para a minimização destes conflitos. No entanto, as florestas modificam significativamente os processos hidrológicos, influenciando a dinâmica da água na bacia hidrográfica. Portanto, a fim de se obter disponibilidade hídrica a longo prazo, é necessário identificar as áreas aptas para a restauração florestal, onde os efeitos sejam positivos para os recursos hídricos. Dentro deste contexto, o presente trabalho teve como objetivo utilizar um modelo hídrico climático distribuído para espacializar as características hídricas e climáticas favoráveis, ou não, à restauração florestal. Para isto, foi utilizada a bacia hidrográfica do rio Piracicaba como área de estudo (12.500 km2). Foram obtidos dados mensais normais de precipitação, temperatura, radiação solar, topografia e capacidade de armazenamento de água no solo, distribuídos espacialmente na bacia hidrográfica. A partir destas informações, foi calculado o balanço hídrico climático distribuído (BHCD) através da ferramenta \"Water Balance\", que calcula a evapotranspiração potencial e real, o déficit e o excedente hídrico em um ambiente SIG (Sistema de Informações Geográficas). Os resultados foram comparados com o balanço hídrico climático (BHC), tradicional ou pontual, e uma análise estatística de agrupamentos de áreas com características hidrológicas semelhantes foi realizada. A divisão da bacia hidrográfica em classes (ou grupos) com características semelhantes permite compreender a sensibilidade natural das áreas e possíveis efeitos na disponibilidade hídrica. A capacidade de determinar, em diferentes escalas de estudo, a dinâmica dos recursos hídricos possibilitou melhores condições de análise diante da heterogeneidade natural da bacia hidrográfica. Os dados gerados permitiram identificar áreas onde as recomendações locais podem ser feitas com base nas variáveis do balanço hídrico. Dessa forma, a espacialização das variáveis e o agrupamento por características hidrológicas são ferramentas que podem ser utilizadas em projetos de restauração florestal, uma vez que podem subsidiar decisões a respeito das áreas mais favoráveis a restauração florestal. / Water shortage due to low flows and water basin capitation problems are subject of debates and conflicts in Piracicaba river basin. Forest restoration is an alternative to minimize these conflicts. However, forests significantly modify the hydrological processes, influencing the dynamics of the water in the watershed. Therefore, in order to obtain water availability in the long term, it is necessary to identify suitable areas for forest restoration, where effects are positive for water resources. In this context, this study aimed at using a climatic model water to spatialize the water features and favorable climate, or not, to forest restoration. For this purpose, the Piracicaba river basin was used as study area (12,500 km2). Monthly data were obtained from precipitation, temperature, solar radiation, topography, and water storage capacity in the soil. Trough these data, distributed climatic water balance was calculated by the Water Balance tool, integrated in a GIS (Geographic Information System) which calculates the potential and actual evapotranspiration, deficit and the surplus water. Results were compared with traditional climatic water balance. Later statistical analyses was performed to identify areas with similar hydrological characteristics. This division of the watershed into classes (or groups) with similar characteristics allows us to understand the natural sensitivity of the areas and possible effects on water availability. The ability to determine, in different study scales, the dynamics of water resources, has enabled better analysis of conditions on the natural heterogeneity of the basin. Raised info has identified areas where local recommendations can be made based on the variables of water balance. Thus, spatial distribution of variables and grouping by hydrological characteristics are tools that can be used in forest restoration projects as it can subsidize decisions regarding the most favorable areas for forest restoration.

As necessidades e demandas de restauração florestal têm crescido e novas técnicas devem ser testadas para aumentar o sucesso em campo e reduzir os custos dessas ações de restauração florestal. O LERF/ESALQ/USP já apresenta estudos sobre a seleção de espécies de recobrimento (bom crescimento e boa cobertura no curto prazo), para reduzir o tempo de formação do dossel inicial, reduzindo assim os custos de manutenção e criando estrutura florestal para demais processos ecológicos, como o enriquecimento natural ou artificial de todas as formas de vida florestais. O presente estudo avaliou dois experimentos quanto ao uso de sementes das espécies de recobrimento, tendo como parâmetros de avaliação a emergência de plântulas e o estabelecimento de indivíduos jovens como variáveis respostas para eficiência como metodologia para restauração florestal. O primeiro experimento foi realizado na área experimental da Fazenda Guariroba, em Pontes Gestal - SP, onde foi avaliado o potencial da semeadura direta mecanizada de espécies nativas de recobrimento em linha, consorciadas com a semeadura de espécies de adubação verde nas entrelinhas (composição de espécies, classificadas de acordo com as características de altura de cada espécie como: adubação verde de pequeno porte e espécies de adubação verde de grande porte). A técnica de semeadura direta de espécies nativas florestais consorciadas com a semeadura direta de espécies de adubação verde pode ser considerada eficiente quanto à elevada densidade de indivíduos/ha e baixos custos, em relação ao método de plantio de mudas. O segundo experimento foi realizado na área experimental do viveiro BIOFLORA, Piracicaba - SP, onde foram avaliadas diferentes combinações de substratos e de cobertura das sementes na fase inicial de germinação para semeadura direta de quatro espécies nativas florestais de recobrimento (C. floribundus, G. ulmifolia, S. multijuga, S. granulosoleprosum); e diferentes combinações de substratos e cobertura das sementes na fase inicial de germinação, além do uso ou não de gel absorvente apenas para a espécie C. floribundus; utilizando as variáveis resposta de emergência de plântulas e estabelecimento de indivíduos 12 meses após a semeadura direta em campo, como metodologia para restauração florestal. Os dois experimentos sugerem a eficiência do uso do substrato para hortaliças e o uso da cobertura das sementes para a emergência de plântulas das espécies nativas (C. floribundus, G. ulmifolia e S. multijuga). Especificamente para a espécie C. floribundus, o uso do gel absorvente hidratado foi indicado para a semeadura direta em covas. Não houve emergência e estabelecimento suficiente de indivíduos da espécie S. granulosoleprosum para análise estatística. Ao comparar as duas metodologias de semeadura direta, a semeadura direta manual em covas é a mais indicada como estratégia de restauração florestal, quanto à densidade de indivíduos e alta probabilidade de formação de povoamentos uniformes (fator não observado na semeadura direta mecanizada em linha). / The restoration projects are increasing and new techniques should be tested to increase success in the field and reduce the costs of these forest restoration activities. The LERF / ESALQ / USP already has studies on the selection of coating species (rapid growth and good coverage), to reduce the initial canopy formation time, thereby reducing maintenance costs and creating forest structure for other ecological processes. This study assessed two methods of use fast-growing species seeds by using the emergency and establishment parameters as response variables to evaluate the efficiency and cost of these methodologies of forest restoration in two different experimental areas. Fazenda Guariroba experimental area in Pontes Gestal - SP, where it was evaluated the potential of direct seeding of fast-growing forest species, and seeding green manure species concurrent. It was studied mechanized direct seeding as a factor in two levels (species composition of green manure, classified as small and large green manure species). The direct seeding technique of forest native species and green manure species concurrent can be considered effective as high density of individuals/ha and lower costs relative to seedling planting method. However, there was no significant difference between the combinations of green manure species treatments, suggesting the use species of both treatments. BIOFLORA experimental area (Piracicaba - SP), where it was evaluated different substrates and coverage combinations for four forest species (Croton floribundus Spreng recoating Guazuma ulmifolia Lam, Senna multijuga (Rich.) HSIrwin & Barneby, Solanum granulosoleprosum Dunal) and different combinations of substrates, coverage and gel for Croton floribundus Spreng species, using the emergency and establishment response variables after 12 months of direct sowing in the field. The two experiments suggest the efficiency of greenery substrate and sombrite coverage type uses for direct seedlings of forest species studied (C. floribundus, G. ulmifolia and S. multijuga). Specifically for C. floribundus specie, the hydrated gel is indicated for direct sowing. There was not enough S. granulosoleprosum species data for statistical analysis.

Cientes de que o histórico, a intensidade e a expansão espacial das atividades antrópicas afetam a resiliência e as taxas de recuperação de um ecossistema florestal, existe atualmente o desafio de determinar qual ou quais métodos de restauração ecológica serão os mais eficientes em termos de recursos em metas para cada local. Isso porque existem diversos tipos de métodos e estratégias de restauração ecológica, os quais variam desde apenas assistir um ecossistema se reestabelecer à alta intervenção as quais mudarão os rumos da sucessão ecológica. Neste contexto, o presente trabalho busca analisar se a nucleação aplicada, um método de restauração florestal de baixo custo e intervenção na área, restaurou e ocupou um antigo pasto abandonado numa área de preservação permanente dentro do campus da Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\". Para isso, foi implantado um experimento de nucleação aplicada, vizinho a um fragmento de floresta estacional semidecidual em maio de 2008 onde foram plantados 40 núcleos. Foram testadas 4 espécies (Inga laurina, Cordia trichotoma, Albizia niopoides e Jacaratia spinosa) com dez repetições cada e com apenas uma espécie por núcleo. Os núcleos foram então mensurados anualmente até 2013 e posteriormente no ano de 2016. Mensuramos o diâmetro na altura do peito (DAP), altura, área basal, biomassa, índice de área de vegetação (via fotografias hemisféricas) e área de copa (calculado como uma elipse). Depois, em 2017 alocamos 24 parcelas de 2 metros de raio no entorno dos núcleos para avaliar a densidade, riqueza e diversidade dos indivíduos regenerantes. Na análise dos dados comparamos os diferentes tratamentos através de análises de variância e dos testes de comparações de média de tukey para o último período de medição nos diferentes parâmetros dendrométricos. Procurando entender se alguma espécie plantada em núcleos monoespecíficos conseguiu atrair maior quantidade de regenerantes, espécies e diversidade comparamos entre os diferentes tratamentos esses parâmetros. Posteriormente, realizamos um modelo linear generalizado a fim de encontrar possíveis relações entre densidade e a riqueza dos indivíduos regenerantes com as variáveis dos núcleos, como altura máxima, área basal, índices de área de vegetação e área de copa. Os resultados encontrados nos dizem que existem diferenças no desenvolvimento dos diversos parâmetros analisados incluindo a ocupação da área pelas diferentes espécies plantadas na nucleação aplicada. Encontramos também para o presente projeto que a densidade de regenerantes no entorno dos núcleos é significantemente relacionada com a área basal e altura das árvores dos núcleos e a riqueza de espécies dos indivíduos em regeneração é significantemente relacionada com apenas a área área basal das árvores presentes nos núcleos. Sugerimos o uso de nucleação aplicada para restaurar áreas com grau médio de degradação usando uma espécie pioneira com altas taxas de crescimento. Os núcleos monoespecíficos devem ser utilizados apenas em paisagens com abundância de propágulos para que não haja baixa diversidade de espécies a médio prazo. / Despite the history that intensity and spatial expansion of anthropogenic activities affect the resilience and recovery rates of a forest ecosystem, we have the current challenge in forest restoration to determine which ecological restoration methods will be most efficient for each specific area, this in terms of resources and goals. In this context, the ecological restoration of degraded ecosystems must be specific to each site. The present work aimed to analyze applied nucleation, a method of low cost and low intervention in the area of forest restoration, occupied an abandoned pasture in a permanent preservation area inside the campus \"Luiz de Queiroz\" College of Agriculture in Piracicaba, São Paulo. For this, an applied nucleation experiment was implanted next to a semideciduous seasonal forest fragment in May 2008, where 40 nuclei were planted. Four species (Inga laurina, Cordia trichotoma, Albizia niopoides and Jacaratia spinosa) were tested with ten replicates each, with only one specie per nuclei. The nuclei were then measured annually until 2013 and later in 2016. In the individual\'s data, we measured the diameter at the chest height (DBH), height, basal area, biomass, vegetation area index (via hemispheric photographs) and Crown area (calculated as an ellipse). After that, in 2017, 24 subplots were allocated around the nuclei to evaluate the density, specie richness and diversity of regenerating individuals. In order to compare the different treatments used, we performed analysis of variance and the Tukey mean comparison test for the different dendrometrical parameters between species. Later, in order to understand the facilitation of density and specie richness by the different treatments of nuclei, we related the height, basal area, vegetation area index and area with these parameters through a generalized linear model. The results show that there are differences in the development of the various parameters analyzed including the occupation of the area by the different species planted in the applied nucleation. We also found for the present project that the density of regenerants found near the nuclei are significantly related to the sum of basal area and height of the nuclei and the species richness of regenerants are significantly related to the sum of the basal area of the individuals\' nuclei. We suggest the use of applied nucleation to restore areas with a medium degree of degradation using a pioneer species with high grown rates. The mono specific nuclei should be use just only in landscapes with plenty of propagules. So that there is no low diversity of species in the medium term.