Resumo Informações sobre padrões fenológicos das plantas ajudam a entender a estrutura e o funcionamento dos ecossistemas e apóiam projetos de restauração em áreas degradadas. O objetivo deste estudo foi caracterizar a fenologia reprodutiva em indivíduos de Avicennia germinans e Laguncularia racemosa em uma floresta de mangue no estuário do rio Mamanguape, Nordeste do Brasil. O registro foi realizado mensalmente de Julho 2016 a Junho 2017. Aplicamos estatística circular para detectar tendências sazonais, calculamos a sincronia intra-específica e realizamos regressões entre fenofases e variáveis abióticas. Avicennia germinans exibiu respostas sazonais para botões florais, flores em antese e frutos, com um episódio reprodutivo por ano (padrão anual). Laguncularia racemosa não mostrou resposta sazonal, com um episódio por ano para botões florais (padrão anual) e dois episódios para flores em antese e frutos (padrão subanual). As fenofases reprodutivas de A. germinans apresentaram maior sincronia intra-específica do que L. racemosa. Fornecemos evidências de que a temperatura, a radiação solar e a precipitação são fatores importantes para o ritmo da floração em ambas as espécies. Em conclusão, os resultados deste estudo mostraram que as espécies exibiram diferentes respostas fenológicas, mesmo estando submetidas às mesmas condições abióticas.

Abstract Information on plant phenological patterns aids in understanding the structure and functioning of ecosystems and support restoration projects in degraded areas. The aim of this study was to characterize the reproductive phenology of Avicennia germinans and Laguncularia racemosa in a mangrove forest in the Mamanguape River estuary in northeastern Brazil. The characterization was performed monthly from July 2016 to June 2017. We applied circular statistics to detect seasonal trends, calculated intra-specific synchrony, and performed regressions between the reproductive phenophases and the abiotic variables. Avicennia germinans exhibits seasonal responses to floral buds, flowers at anthesis, and fruit, with one reproductive episode per year (annual pattern). Laguncularia racemosa has no seasonal response, with one reproductive episode per year for floral buds (annual pattern) and two episodes for flowers at anthesis and fruits (subannual pattern). Reproductive phenophases of A. germinans exhibited higher intra-specific synchrony than L. racemosa. We provide evidence that temperature, solar radiation and rainfall are important drivers of the flowering rhythm in both species. In conclusion, the results of this study showed that the species exhibited different phenological responses, even though they were subjected to the same abiotic conditions.

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.

The decomposition rate of senescent leaves of Avicennia germinans, Laguncularia racemosa and Rhizophora mangle in their respective areas of dominance were analyzed in the estuary mangrove of the Paraíba do Sul River, Rio de Janeiro, by the method of litter bags. Results indicated that the rate of decomposition of leaves of L. racemosa (3.2 x 10-3) did not differ significantly from A. germinans and R. mangle (P > 0.05), but that A. germinans (5.1 x 10-3) exhibits a higher decomposition rate than R. mangle (2.7 x 10-3) (P < 0.05). These differences may be explained by different leaf traits among species (e.g. water content, concentrations of tannin, and nitrogen). The half-life calculated was 138, 216 and 257 days for A. germinans, L. racemosa and R. mangle, respectively. Considering that A. germinans has the greatest abundance in relation to R. mangle, and its kinetics of decomposition was faster, we suggest that the former species represents a major source of organic matter originated in mangroves of the estuary of Paraíba do Sul River.

La tasa de descomposición de las hojas senescentes de Avicennia germinans, Laguncularia racemosa y Rhizophora mangle en sus respectivas áreas de dominio se analizaron en los manglares del estuario del río Paraíba do Sul, Rio de Janeiro, por el método de bolsas de resíduos. Los resultados indicaron que la tasa de descomposición de las hojas de L. racemosa (3,2 x 10-3) no difirió significativamente de A. germinans y R. mangle (P > 0,05), pero A. germinans (5,1 x 10-3) presentó una mayor tasa de descomposición que R. mangle (2,7 x 10-3) (P < 0,05). Según la literatura, estas diferencias se deben a las distintas características foliares de las especies (por ejemplo, el contenido de agua, ó la concentración de taninos y nitrógeno). La vida media calculada fue 138 días, 216 y 257 de A. germinans, L. racemosa y R. mangle, respectivamente. Considerando que A. germinans tiene la mayor prevalencia y abundancia en relación con R. mangle, y su cinética de descomposición fue más rápida, se sugiere que esta especie representa la principal fuente de materia orgánica originada en los manglares del estuario del río Paraíba do Sul, así como a las cadenas alimentarias en la región.

Gas exchange, chlorophyll afluorescence, and photosynthetic pigments of Xylopia sericeaA. St.-Hil. and Siparuna guianensis Aubl. were evaluated during the rainy season and the dry season (2009-2010) in three understories with different ecological conditions (irradiance, water availability, and temperature) located in the União Biological Reserve (known as REBIO União), at Rio de Janeiro State, a natural forest understory, eucalyptus understory under regeneration, and understory of eucalyptus plantation with 18-year-old trees that were removed 1 year before. The lowest values of Fv/Fm e Fm/Fo were observed in the exposed understory for both seasons, with lower values in the dry season, suggesting that reduced water availability potentializes the photoinhibitory process. For both species of the exposed understory it is suggested the occurrence of photoprotection, given that an increased proportion of carotenoid pigments in relation to the chlorophylls were verified. Both species still exhibited dynamic photoinhibition after 1 year of exposure to full sunlight (exposed understory) in both seasons, but more markedly so in the dry season, though they belong to early stages of ecological succession. Based on the results, it is suggested that these species are indicated for planting in degraded areas and that the cutting of eucalyptus trees as management practice should be performed in a gradual manner, during the rainy season, in order to minimize stress on these species.

A estrutura da floresta de mangue do estuário do rio Benevente, Anchieta, ES foi analisada pelo método de parcelas, com o propósito de avaliar a distribuição das espécies ao longo do rio. Os resultados indicaram uma tendência de distribuição das espécies, visto que Avicennia schaueriana Stapf & Leechm ex Moldenke e Rhizophora mangle L. exibiram maior dominância e densidade relativa nas áreas sob maior influência marinha, enquanto que Laguncularia racemosa (L.) Gaertn.f. e Avicennia germinans (L.) Stearn. apresentaram maior densidade nas áreas sob maior influência de água doce. A densidade variou de 700 a 7.866 troncos.ha-1, a área basal de 10,3 a 72,2 m².ha-1, a altura média de 2,0 a 16,4 m e o DAP médio de 4,7 a 27,3 cm. A maioria das florestas analisadas exibiu distribuição de troncos do tipo jota invertido, com ausência de corte seletivo. A contribuição em área basal foi maior na classe diamétrica ≥10 cm, indicando o elevado desenvolvimento estrutural das florestas estudadas. As florestas analisadas exibiram bom estado de conservação.

The structure of the mangrove forest of the Benevente River estuary, in Anchieta, ES, was analyzed by the plot method in order to evaluate the distribution of species along the river. The results indicated a trend of species distribution, in which Avicennia schaueriana Leechm ex Stapf & Moldenke and Rhizophora mangle L. exhibited the highest dominance and relative density in areas under greater marine influence, while Laguncularia racemosa (L.) Gaertn.f. and Avicennia germinans (L.) Stearn. showed higher dominance and relative density in areas under greater influence of fresh water. The density ranged from 700 to 7,866 stems.ha-1, the basal area from 10.3 to 72.2 m².ha-1, the average height from 2.0 to 16.4 m and average DBH (diameter at breast height) from 4.7 to 27.3 cm. Most forests exhibited distribution of trunks of the inverted iota type, with an absence of selective cutting. The contribution of the basal area was larger in diameter class ≥10 cm, indicating the high structural development of the forests studied. The forests studied exhibited good conservation.

A variação espacial e temporal das concentrações de nutrientes das folhas e do sedimento entre as raízes de Laguncularia racemosa (L.) Gaertn. f. e Rhizophora mangle L. foi analisada no manguezal do estuário do Rio São Mateus, Espírito Santo, Brasil. No tecido foliar, os nutrientes seguiram a ordem: N > Ca > K > Mg > S > P > Fe > Mn > Zn > Cu, havendo diferença significativa entre espécies e sítios de estudo. Em geral, os teores de K foram mais elevados no período seco em relação ao período chuvoso, para ambas as espécies analisadas, enquanto que Ca e Cu exibiram maiores concentrações no período chuvoso, para Laguncularia racemosa. No sedimento, os nutrientes seguiram a ordem: Mg > Ca > Fe > K > Mn > P > Zn > Cu, em geral, com menores concentrações no sítio onde o sedimento foi mais arenoso. Registrou-se variação significativa das concentrações de nutrientes do sedimento entre os períodos analisados, mas o padrão sazonal não foi claro para todos nutrientes. Concentrações de nutrientes determinadas nas folhas de ambas as espécies não se correlacionaram com as concentrações dos respectivos sedimentos. O fator de concentração foi menor que 1,0 para Fe e entre 1,0 e 3,7 para Mn, Zn e Cu. Estes resultados fornecem evidências fisiológicas sobre a relevância destas espécies arbóreas para o papel dos manguezais como barreira biogeoquímica ao trânsito de metais pesados.

Spatial and temporal variation of the nutrient concentrations in leaves and sediment between the roots of Laguncularia racemosa (L.) Gaertn. f and Rhizophora mangle L. was analyzed in the mangrove forest of the estuary of São Mateus River, Espírito Santo, Brazil. In leaves, the nutrients followed the sequence: N> Ca> K> Mg> S> P> Fe> Mn> Zn> Cu, and there were significant differences between species and sites studied. In general, the levels of K were higher in the dry season compared to the rainy season for both species analyzed while Ca and Cu showed higher concentrations in the rainy season for Laguncularia racemosa. In the sediment, the nutrients followed the sequence: Mg> Ca> Fe> K> Mn> P> Zn> Cu, in general, with lower concentrations at the site where the sediment was sandier. We observed a significant variation of nutrient concentrations in the sediment between the periods analyzed, but the seasonal pattern was not clear for all nutrients. Nutrient concentration profile found in leaves of both plant species was not correlated with concentrations found in the respective sediments. The concentration factor was less than 1.0 for Fe and between 1.0 and 3.7 for Mn, Zn and Cu. These results provide physiological evidences about the relevance of these tree species for the role of mangroves as biogeochemical barriers to the transit of heavy metals.

As concentrações de nutrientes das folhas e do sedimento e a capacidade de acumulação de elementos químicos dos tecidos foliares das espécies Avicennia germinans (L.) Stearn., Avicennia schaueriana Staft & Leechm., Laguncularia racemosa (L.) Gaertn. f. e Rhizophora mangle L. foram analisadas em quatro estações de estudo no manguezal do estuário do Rio São Mateus, no Estado do Espírito Santo. De modo geral, os elementos determinados no sedimento seguiram a ordem: Mg > Ca > Fe > K > Mn > P > Zn > Cu, apresentando variações inter e intraespecíficas. No tecido foliar, as espécies de Avicennia apresentaram maiores teores de N, K e Mg e menores concentrações de Ca. Rhizophora mangle exibiu maior concentração de Mn e Laguncularia racemosa, maior teor de Fe em relação às demais espécies. Os resultados demonstraram que a concentração de nutrientes do sedimento refletiu a influência da granulometria neste compartimento. O acúmulo de nutrientes nas folhas variou de acordo com a espécie e estação de estudo, mas não refletiu as concentrações do sedimento. Os dados confirmaram o papel do manguezal como barreira biogeoquímica ao trânsito de metais pesados. Entretanto, torna-se desejável uma amostragem periódica para um melhor entendimento da dinâmica de nutrientes.

We analyzed nutrient concentrations in leaves and sediments, and element accumulation capacity in foliar tissues of Avicennia germinans (L.) Stearn., Avicennia schaueriana Staft & Leechm., Laguncularia racemosa (L.) Gaertn. f. and Rhizophora mangle L. in four sites along the São Mateus River estuary mangrove, Espírito Santo State, SE-Brazil. In sediment, elements decrease following the sequence: Mg > Ca > Fe > K > Mn > P > Zn > Cu and showed inter and intraespecific variation. Avicennia leaves showed the greatest N, K and Mg concentrations and lowest Ca concentrations. Rhizophora mangle presented the greatest Mn concentration, and Laguncularia racemosa the greatest Fe level. Sediment nutrient concentrations reflected the influence of granulometry in this compartment. Nutrient accumulation in leaves varied according to species and study site but it was not correlated with sediment concentrations. Results confirmed the mangrove role as a biogeochemistry barrier blocking heavy metal up to tropical coastal areas. However, it is necessary periodic sampling so that it can be possible a better understanding of the nutrient dynamic.

A estrutura da vegetação do manguezal do estuário do rio São Mateus foi analisada pelo método de parcelas em quatro sítios de estudo. Nesse manguezal, foram registradas as espécies Avicennia germinans (L.) Stearn., Avicennia schaueriana Stapft & Leechm., Laguncularia racemosa (L.) Gaertn. e Rhizophora mangle L. Considerando todas as parcelas, o DAP médio variou de 8,12 a 29,6 cm, a altura média de 5,4 a 12,0 m, a área basal de 7,21 a 31,1 m².ha-1 e a densidade de 450 a 1.450 ind.ha-1. Os sítios de estudo sob maior influência das marés apresentaram menor desenvolvimento estrutural e dominância de R. mangle, enquanto que o melhor desenvolvimento estrutural, com dominância de L. racemosa e A. germinans, foi observado nos sítios sujeitos ao maior aporte de água doce. Os resultados demonstraram que o manguezal do estuário do rio São Mateus apresenta bom desenvolvimento estrutural em relação a outros manguezais do Estado do Espírito Santo.

The structure of the mangrove forests at São Mateus River Estuary was analyzed using the plot method. Mangrove species at the estuary are Avicennia germinans (L.) Stearn., Avicennia schaueriana Stapft & Leechm., Laguncularia racemosa (L.) Gaertn., and Rhizophora mangle L. Structural analyzes were performed in four sites. In all stands, the DBH varied from 8.12 to 29.6 cm, average height from 5.4 to 12.0 m, the basal area from 7.21 to 31.1 m².ha-1, and the density from 450 a 1,450 ind.ha-1. Sites under larger influence of the tides, presented smaller structural development and dominance of R. mangle. L. racemosa and A. germinans were dominant in sites with fresh water predominance. The results obtained demonstrated that mangrove which was studied presented a good structural development in relation to other mangroves located in the Espírito Santo State.

A estrutura da vegetação do manguezal do estuário do rio Paraíba do Sul foi analisada pelo método de parcelas, que foram distribuídas na franja e no interior da floresta em dois sítios de estudo. No geral, considerando-se os indivíduos > 1m alt., a altura média variou de 6,3 a 9,9m, o DAP médio de 7,44 a 13,4cm, a área basal média de 14,5 a 35,3m².ha-1 e a densidade média de 1.920 a 3.400 troncos.ha-1. Estes parâmetros estruturais não diferiram, significativamente, entre a franja e o interior da floresta, mas a contribuição de cada espécie variou entre as distintas zonas. Avicennia germinans (L.) Stearn. foi a espécie dominante em área basal de indivíduos vivos (60%), seguida de Rhizophora mangle L. (25%) e de Laguncularia racemosa (L.) Gaertn. (15%). Os resultados obtidos demonstraram que a área de manguezal analisada apresenta melhor desenvolvimento estrutural quando comparada a outros manguezais do litoral fluminense, tais como os encontrados nas Baías de Guanabara e Sepetiba.

A structural analysis of the mangrove forest at the Paraíba do Sul river estuary was performed using the stand method. The stands were demarcated in two points both at the forest edge and interior. The results indicate that average height varied from 6.3 to 9.9m; DBH varied from 7.44 to 13.4cm; average basal area varied from 14.5 to 35.3m².ha-1, and average density varied from 1,920 to 3,400 trunks.ha-1 (trees > 1m height). These structural parameters did not differ between the edge and the interior, but the contribution of each species varied between the zones. Avicennia germinans (L.) Stearn. was the dominant species (60%), followed by Rhizophora mangle L. (25%), and Laguncularia racemosa (L.) Gaertn. (15%). These results demonstrate that the mangroves forest at the Paraíba do Sul estuary has a better structural development than other mangrove sites found in the Rio de Janeiro State (e.g., those mangrove forests located at the Sepetiba and Guanabara bays).