Abstract Mangrove forests provide essential ecosystem services to human communities, including climate regulation. In Brazil, the National System of Nature Conservation Units divides Protected Areas (PAs) into two categories: Full Protection (FP) and Sustainable Use (SU). The FP areas are composed of five categories, including National Parks, and the SU areas comprise seven categories, such as Environmental Protection Areas. The current research compared climatic attributes, leaf area index, and vegetation structure development in mangrove forests in two distinct categories of PAs (FP and SU) along the southern coast of the state of São Paulo (Brazil) to analyze the climatic conditions in different PA categories. A survey of the microclimatic attributes found that the conserved mangroves in the FP PA presented a) greater thermal stability in terms of the maximum, minimum, and mean air temperatures, and b) a better role of mangrove vegetation in (re)distributing the energy inside the forest. Therefore, it is affirmed that FP PAs play a fundamental role in maintaining the good conservation status of mangroves and, consequently, stabilizing the microclimate.

Resumo Esta é uma síntese enquadrada na Rede de Monitoramento de Habitats Bentônicos Costeiros (ReBentos, GT4: Manguezais e Marismas), embasada em literatura científica que examina interações entre clima e biodiversidade, assim como fatores antrópicos, incluindo aqueles responsáveis pela diminuição da resiliência sistêmica. O objetivo deste trabalho é determinar as dificuldades quanto à detecção de sinais precoces e alertas de mudanças climáticas com dados de monitoramento. No presente trabalho, também foram exploradas formas de contornar os diversos obstáculos identificados. A exposição e a sensitividade de espécies de mangue e de marisma, bem como dos ecossistemas dos quais fazem parte, os tornam extremamente vulneráveis e potenciais indicadores ambientais de mudanças de nível do mar e outras respostas às variações do clima. Entretanto, a interpretação de mudanças em manguezais e marismas e em seus atributos sistêmicos deve ser meticulosa, considerando assinatura energética, regime de distúrbios e pressões ambientais em cada local de estudo. Os potenciais de adaptação e de sobrevivência, em resposta a tais mudanças, dependem da fisiologia de cada espécie e dos processos contextuais onde reside a resiliência e a capacidade de persistir (em níveis local, de paisagem e regionais). A zona costeira deve ser alvo de medidas antecipatórias para redução de riscos por quaisquer impactos, uma vez que nela há intensa convergência de processos sociais e ecológicos. Os ecossistemas dessa zona devem ser integrados em estratégias de adaptação. O manejo costeiro deve ser embasado em mitigação pró-ativa e colaborativa de longo-termo, sempre com base em estudos ecossistêmicos e em programas de monitoramento que possam 1) prover sistema de alerta precoce; 2) preencher lacunas entre correlações simplistas que proveem inferências fracas, e abordagens baseadas em processos que levem a atribuições mais confiáveis e a melhores níveis de antecipação.

Abstract This synthesis is framed within the scope of the Brazilian Benthic Coastal Habitat Monitoring Network (ReBentos WG 4: Mangroves and Salt Marshes), focusing on papers that examine biodiversity-climate interactions as well as human-induced factors including those that decrease systemic resilience. The goal is to assess difficulties related to the detection of climate and early warning signals from monitoring data. We also explored ways to circumvent some of the obstacles identified. Exposure and sensitivity of mangrove and salt marsh species and ecosystems make them extremely vulnerable to environmental impacts and potential indicators of sea level and climate-driven environmental change. However, the interpretation of shifts in mangroves and salt marsh species and systemic attributes must be scrutinized considering local and setting-level energy signature changes; including disturbance regime and local stressors, since these vary widely on a regional scale. The potential for adaptation and survival in response to climate change depends, in addition to the inherent properties of species, on contextual processes at the local, landscape, and regional levels that support resilience. Regardless of stressor type, because of the convergence of social and ecological processes, coastal zones should be targeted for anticipatory action to reduce risks and to integrate these ecosystems into adaptation strategies. Management must be grounded on proactive mitigation and collaborative action based on long-term ecosystem-based studies and well-designed monitoring programs that can 1) provide real-time early warning and 2) close the gap between simple correlations that provide weak inferences and process-based approaches that can yield increasingly reliable attribution and improved levels of anticipation.

Vazamentos de petróleo são potenciais ameaças à integridade de ecossistemas costeiros. Em outubro de 1983, devido ao rompimento de um oleoduto, um manguezal com cerca de 300 ha, localizado na costa sudeste do Brasil foi impactado por 3.5 milhões de litros de petróleo. Visando avaliar os efeitos de longo prazo do petróleo sobre a vegetação do manguezal, foi realizada uma análise multitemporal (1962, 1994, 2000 e 2003) de fotografias aéreas em SIG. Fotointerpretação, classificação visual, quantificação de áreas, dados de campo e dados estruturais da vegetação foram utilizados na avaliação. Antes do vazamento, a vegetação exibia dossel homogêneo elevado desenvolvimento estrutural. Mais de dez anos após o derrame, a vegetação apresentou três zonas distintas, com diferentes impactos decorrentes do derrame de petróleo. A zona mais impactada (10.5 ha) apresentou árvores mortas, substrato exposto e bosques em recomposição com reduzido desenvolvimento estrutural. Os resultados indicam que os distintos impactos e recomposição refletem a variabilidade espacial da taxa de remoção do petróleo em cada zona do manguezal. A análise multitemporal de aerofotografias se revelou como útil ferramenta para avaliar a capacidade de recuperação da vegetação e monitorar os efeitos de longo prazo e residuais de poluentes, oferecendo subsídios à gestão e conservação dos manguezais.

Oil spills are potential threats to the integrity of highly productive coastal wetlands, such as mangrove forests. In October 1983, a mangrove area of nearly 300 ha located on the southeastern coast of Brazil was impacted by a 3.5 million liter crude oil spill released by a broken pipeline. In order to assess the long-term effects of oil pollution on mangrove vegetation, we carried out a GIS-based multitemporal analysis of aerial photographs of the years 1962, 1994, 2000 and 2003. Photointerpretation, visual classification, class quantification, ground-truth and vegetation structure data were combined to evaluate the oil impact. Before the spill, the mangroves exhibited a homogeneous canopy and well-developed stands. More than ten years after the spill, the mangrove vegetation exhibited three distinct zones reflecting the long-term effects of the oil pollution. The most impacted zone (10.5 ha) presented dead trees, exposed substrate and recovering stands with reduced structural development. We suggest that the distinct impact and recovery zones reflect the spatial variability of oil removal rates in the mangrove forest. This study identifies the multitemporal analysis of aerial photographs as a useful tool for assessing a system's capacity for recovery and monitoring the long-term residual effects of pollutants on vegetation dynamics, thus giving support to mangrove forest management and conservation.

Testemunhos de sondagem apresentam-se como importantes ferramentas para análise da dinâmica sucessional de bosques de mangue. A sucessão dos bosques de mangue, no litoral sul do Estado de São Paulo (Brasil), foi determinada com base em quatro testemunhos de sondagem: T1) banco de sedimento; T2) banco de gramínea Spartina alterniflora; T3) bosque de mangue em progradação, dominado por Laguncularia racemosa; e T4) bosque de mangue maduro, dominado por Avicennia schaueriana. Os testemunhos foram descritos macroscopicamente em função de cor, textura, estruturas sedimentares e componentes orgânicos. A base de todos os testemunhos apresentou padrão semelhante, sugerindo colonização similar por bosques de mangue , em toda sua extensão. Áreas em progradação apresentam banco de sedimento exposto, colonizado por S. alterniflora. Faixa de L. racemosa substitui a gramínea, com a progradação. À maior consolidação do sedimento, passam a dominar outras espécies típicas de mangue, como observado no bosque maduro, onde A. schaueriana alcança grande desenvolvimento estrutural. No testemunho coletado na área colonizada pelo bosque maduro dominado por A. shaueriana, há fragmentos de S. alterniflora próximo à base, confirmando o papel da gramínea como espécie pioneira. Os testemunhos analisados refletem a zonação e a sucessão dos bosques de mangue da região.

Sediment cores are an essential tool for the analysis of the dynamics of mangrove succession. Coring was used to correlate changes in depositional environments and lateral sedimentary facies with discrete stages of forest succession at the Cananéia-Iguape Coastal System in southeastern Brazil. A local level successional pattern was examined based on four core series T1) a sediment bank; T2) a smooth cordgrass Spartina alterniflora bank; T3) an active mangrove progradation fringe dominated by Laguncularia racemosa, and; T4) a mature mangrove forest dominated by Avicennia schaueriana. Cores were macroscopically described in terms of color, texture, sedimentary structure and organic components. The base of all cores exhibited a similar pattern suggesting common vertical progressive changes in depositional conditions and subsequent successional colonization pattern throughout the forest. The progradation zone is an exposed bank, colonized by S. alterniflora. L. racemosa, replaces S. alterniflora as progradation takes place. As the substrate consolidates A. schaueriana replaces L. racemosa and attains the greatest structural development in the mature forest. Cores collected within the A. schaueriana dominated stand contained S. alterniflora fragments near the base, confirming that a smooth cordgrass habitat characterized the establishment and early seral stages. Cores provide a reliable approach to describe local-level successional sequences in dynamic settings subject to drivers operating on multiple temporal and spatial scales where spatial heterogeneity can lead to multiple equilibria and where similar successional end-points may be reached through convergent paths.