DOI: https://doi.org/10.4236/gep.2026.141023
تاريخ النشر: 2026-01-01
المؤلف: Gabriel Paes da Silva Sales وآخرون
الموضوع الرئيسي: استجابات المناخ من حلقات الأشجار
نظرة عامة
أدى وصول المحكمة البرتغالية إلى ريو دي جانيرو في عام 1808 إلى زيادة استخراج الخشب، مما أثر سلبًا على إمدادات المياه في المدينة. استجابةً لذلك، أصبح كتلة تيجوك، التي تم إزالة الغابات منها بشكل كبير بسبب زراعة القهوة في القرن التاسع عشر، محور جهود إعادة التشجير الإمبراطورية الكبيرة. أسفرت هذه المبادرة عن واحدة من أوائل برامج إعادة التشجير الناجحة على نطاق واسع، مما أسس غابة تيجوك كأكبر غابة حضرية استوائية مزروعة.
لقد نجحت الأبحاث الحديثة التي استخدمت تأريخ حلقات الأشجار، جنبًا إلى جنب مع التحليلات الخرائطية والبيئية والتاريخية، في تحديد مواقع التجارب الحراجية المبكرة والأنواع المستخدمة في هذه الجهود. على وجه التحديد، تم رسم خرائط للأشجار المزروعة منذ عام 1862 فصاعدًا باستخدام تحليل حلقات النمو للأنواع مثل Cedrela odorata L. وCopaifera lucens Dwyer وLafoensia glyptocarpa Koehne. تؤكد النتائج على فائدة تشريح الخشب وعلم الحلقات في إعادة بناء التطور التاريخي للغابات البرازيلية، وهي منهجية لم يتم استغلالها بشكل كافٍ. من خلال تحديد الأشجار المزروعة منذ أكثر من 150 عامًا، تضع هذه الدراسة الأساس للتحقيقات المستقبلية في آثار تغير المناخ والتحضر في ريو دي جانيرو، بينما تؤكد أيضًا على الحاجة الملحة لاستعادة النظم البيئية في البرازيل في ظل أزمة المناخ العالمية.
مقدمة
ت outlines مقدمة ورقة البحث الأهمية التاريخية لموارد الخشب في تطور الإنسان، مع التأكيد على أهميتها المستمرة في المجتمع المعاصر. تسلط الضوء على التاريخ الاستعماري للبرازيل، وخاصة استخراج خشب البرازيل وأنواع أخرى منذ القرن السادس عشر، مما أدى إلى إزالة الغابات بشكل كبير، لا سيما في الغابة الأطلسية. لم تسهل هذه الإزالة التوسع الزراعي وتربية الماشية فحسب، بل أثرت أيضًا سلبًا على إمدادات المياه الحضرية، مما دفع إلى جهود الحفظ المبكرة من قبل شخصيات مثل د. جوان السادس ود. بيدرو الثاني، الذين بدأوا برامج إعادة التشجير في القرن التاسع عشر، لا سيما تأسيس غابة تيجوك.
تهدف الدراسة إلى التحقيق في الأشجار المزروعة خلال هذه الفترة من إعادة التشجير باستخدام منهجيات تكاملية تعتمد على تشريح الخشب. من خلال القيام بذلك، تسعى إلى تحليل دورها في التاريخ البيئي وكشف ديناميات استعادة الغابات الاستوائية. هذه الأبحاث ذات صلة خاصة لأنها تتناول تعقيدات التمييز بين المناطق المعاد تشجيرها والمناطق المتجددة طبيعيًا، وبالتالي تساهم في فهم أعمق لإرث الغابات الحضرية في البرازيل والاختيار المتعمد للأنواع في جهود إعادة التشجير التاريخية.
طرق البحث
في هذه الدراسة، تم التحقيق في غابة تيجوك في ريو دي جانيرو، البرازيل، لتحليل حلقات النمو لمجموعة متنوعة من الأنواع الشجرية داخل هذه الغابة الحضرية المهمة، التي تمتد على حوالي 4000 هكتار وتتميز بوجود بقايا غابات كثيفة. استخدمت الأبحاث مجموعة من تقنيات أخذ العينات الميدانية، وتحديدًا طريقة النقطة الرباعية، لاختيار مناطق ذات أنواع نباتية مماثلة، مع التركيز على الأشجار التي يبلغ قطرها عند ارتفاع الصدر (DBH) 15 سم على الأقل. تم اختيار ما مجموعه 44 شجرة تمثل 12 نوعًا مختلفًا لأخذ عينات الخشب باستخدام طرق غير مدمرة، بما في ذلك مثقاب زيادة Pressler، من مايو 2019 إلى يناير 2023.
تم إعداد عينات الخشب بدقة وفحصها، مع تحليل فقط تلك النوى التي وصلت إلى اللب وشملت حلقات النمو الداخلية. في النهاية، تم تضمين اثني عشر شجرة من ثلاثة أنواع، معروفة بحلقات نموها السنوية المميزة، في تحليل تقدير العمر. استخدمت الدراسة تقنيات التأريخ المتقاطع لتعزيز دقة عد حلقات النمو، مما سمح بوجود ارتباط موثوق بين عد الحلقات وعمر الشجرة استنادًا إلى سجلات الزراعة التاريخية. تم استبعاد سبعة أنواع بسبب عدم تميز حلقات النمو بشكل كافٍ، بينما تم حذف نوعين بسبب عدم وجود دورية مثبتة في حلقات نموها. تؤكد هذه المنهجية على أهمية تقنيات التأريخ الدقيقة في فهم ديناميات نمو الأشجار في جنوب شرق البرازيل.
النتائج
في هذه الدراسة، تم فحص اثني عشر نوعًا من حيث تميز حلقات نموها، حيث أظهرت خمسة أنواع فقط—**Cedrela odorata**، **Centrolobium tomentosum**، **Lafoensia glyptocarpa**، **Copaifera lucens**، و**Pseudopiptadenia contorta**—تفريقًا عاليًا إلى ممتاز. ومن الجدير بالذكر أن **Cedrela odorata** أظهرت حدود حلقات النمو التي تتميز بالبارينشيم الهامشي، بينما أظهرت **Centrolobium tomentosum** حدودًا مميزة بالألياف السميكة الجدران في الخشب المتأخر. إن الوصف التشريحي لهذه الحلقات مهم لفهم ديناميات نمو الأشجار، وتحديد العمر، وجودة الخشب، وهي أمور حيوية لإدارة الأنواع ذات الأهمية التجارية.
كما قامت الدراسة بالتحقق من دورية حلقات النمو السنوية من خلال ربط عدد الحلقات بتواريخ الزراعة المسجلة، مما يعزز موثوقية هذه الطريقة في كل من السياقات المعتدلة والاستوائية. ومع ذلك، واجهت الأبحاث قيودًا بسبب استراتيجية أخذ العينات الأولية، التي أعطت الأولوية للأشجار ذات القطر الأكبر، مما قد يؤدي إلى تحيز النتائج وإخفاء العلاقة بين القطر والعمر. على الرغم من هذه التحديات، تساهم النتائج بشكل كبير في فهم ممارسات إعادة التشجير التاريخية في البرازيل، كاشفة أن مشروع الزراعة لم يركز فقط على الأنواع ذات القيمة الاقتصادية ولكن أيضًا نجح في ضمان بقائها ونموها عبر الأجيال. تسلط هذه الأبحاث الضوء على الدوافع المتطورة وراء إعادة التشجير، من الاستغلال الاقتصادي إلى الاعتراف بالقيم البيئية والاجتماعية للغابات المزروعة.
المناقشة
تسلط المناقشة الضوء على أهمية دراسات حلقات النمو في فهم الإمكانات التجارية والأدوار البيئية للأنواع الخشبية البرازيلية، لا سيما في سياق غابة تيجوك. تؤكد هذه الأبحاث على القيمة المتعددة الأبعاد لهذه الدراسات، التي تمتد إلى ما هو أبعد من الاعتبارات البيئية لتشمل الأبعاد التاريخية والثقافية، مما يعكس التنوع البيولوجي الغني في البرازيل الذي يضم أكثر من 50,000 نوع. إن تحديد الأنواع الخشبية الرئيسية، مثل الأرا ريب (Centrolobium sp.) والسيندرو روزا (Cedrela sp.)، لا يعزز فقط جهود الاستعادة لمصادر المياه الحضرية في ريو دي جانيرو، بل يكشف أيضًا كيف يمكن أن تؤثر الاضطرابات التراكمية على ديناميات الغابات، مما يوجه استراتيجيات إدارة الغابات الاستوائية الحضرية في ظل الضغوط البشرية وتغير المناخ.
علاوة على ذلك، تؤكد الورقة على أهمية سجلات حلقات الأشجار طويلة الأجل كمؤشرات على تقلب المناخ التاريخي. تتيح هذه السجلات للباحثين ربط أنماط النمو بالظروف المناخية، مما يسهل إعادة بناء أحداث المناخ الماضية، مثل الجفاف والسنوات الرطبة، قبل السجلات الجوية الحديثة. من خلال استخدام الأنواع المحلية المتكيفة جيدًا مع الغابة الأطلسية، تساهم النتائج في تقديم رؤى قيمة حول ديناميات المناخ المحلية والإقليمية، مما يعزز الحاجة إلى الحفظ واستخدام أنواع محلية متنوعة في مشاريع الاستعادة. في النهاية، تعتبر إرث غابة تيجوك نموذجًا لإدارة البيئة المعاصرة وتسلط الضوء على ضرورة دمج المعرفة التاريخية في استراتيجيات الحفاظ على الغابات المستقبلية.
DOI: https://doi.org/10.4236/gep.2026.141023
Publication Date: 2026-01-01
Author(s): Gabriel Paes da Silva Sales et al.
Primary Topic: Tree-ring climate responses
Overview
The arrival of the Portuguese Court in Rio de Janeiro in 1808 led to increased wood extraction, which adversely affected the city’s water supply. In response, the Tijuca massif, heavily deforested due to 19th-century coffee cultivation, became the focus of significant imperial reforestation efforts. This initiative resulted in one of the earliest large-scale successful reforestation programs, establishing the Tijuca Forest as the largest planted tropical urban forest.
Recent research employing tree-ring dating, alongside cartographic, ecological, and historiographic analyses, has successfully identified the locations of early silvicultural experiments and the species used in these efforts. Specifically, trees planted from 1862 onwards were mapped using growth-ring analysis of species such as Cedrela odorata L., Copaifera lucens Dwyer, and Lafoensia glyptocarpa Koehne. The findings underscore the utility of wood anatomy and dendrochronology in reconstructing the historical development of Brazilian forests, a methodology that has been underutilized. By identifying trees planted over 150 years ago, this study lays the groundwork for future investigations into the impacts of climate change and urbanization in Rio de Janeiro, while also emphasizing the critical need for ecological restoration in Brazilian ecosystems amidst the global climate crisis.
Introduction
The introduction of the research paper outlines the historical significance of timber resources in human evolution, emphasizing their continued importance in contemporary society. It highlights Brazil’s colonial history, particularly the extensive extraction of brazilwood and other species since the 16th century, which led to significant deforestation, particularly in the Atlantic Forest. This deforestation not only facilitated agricultural expansion and livestock breeding but also adversely affected urban water supplies, prompting early conservation efforts by figures such as D. João VI and D. Pedro II, who initiated reforestation programs in the 19th century, notably establishing the Tijuca Forest.
The study aims to investigate the trees planted during this reforestation period using integrative methodologies based on wood anatomy. By doing so, it seeks to analyze their role in environmental history and reveal the dynamics of tropical forest recovery. This research is particularly relevant as it addresses the complexities of distinguishing between reforested and naturally regenerated areas, thereby contributing to a deeper understanding of Brazil’s urban forest legacy and the intentional selection of species in historical reforestation efforts.
Methods
In this study, the Tijuca Forest in Rio de Janeiro, Brazil, was investigated to analyze the growth rings of various tree species within this significant urban forest, which spans approximately 4000 hectares and is characterized by Dense Ombrophylous Forest remnants. The research employed a combination of field sampling techniques, specifically the quadrant point method, to select areas with similar vegetation types, focusing on trees with a diameter at breast height (DBH) of at least 15 cm. A total of 44 trees representing 12 different taxa were selected for wood sampling using non-destructive methods, including the Pressler increment borer, from May 2019 to January 2023.
The wood samples were meticulously prepared and examined, with only those cores that reached the pith and included the innermost growth rings being analyzed. Ultimately, twelve trees from three species, known for their distinct annual growth rings, were included in the age estimation analysis. The study applied cross-dating techniques to enhance the accuracy of growth ring counts, thereby allowing for a reliable correlation between ring counts and tree age based on historical plantation records. Seven taxa were excluded due to insufficiently distinct growth rings, while two species were omitted due to the lack of established periodicity in their growth rings. This methodological approach underscores the importance of accurate dendrochronological techniques in understanding tree growth dynamics in southeastern Brazil.
Results
In this study, twelve taxa were examined for the distinctiveness of their growth rings, with only five species—**Cedrela odorata**, **Centrolobium tomentosum**, **Lafoensia glyptocarpa**, **Copaifera lucens**, and **Pseudopiptadenia contorta**—demonstrating high to excellent differentiation. Notably, **Cedrela odorata** exhibited growth ring boundaries characterized by marginal parenchyma, while **Centrolobium tomentosum** showed boundaries marked by thick-walled fibers in the latewood. The anatomical characterization of these growth rings is crucial for understanding tree growth dynamics, age determination, and wood quality, which are vital for the management of commercially important species.
The study also validated the annual periodicity of growth rings by correlating the number of rings with recorded planting dates, reinforcing the reliability of this method in both temperate and tropical contexts. However, the research faced limitations due to the initial sampling strategy, which prioritized larger diameter trees, potentially biasing results and obscuring the relationship between diameter and age. Despite these challenges, the findings contribute significantly to the understanding of historical reforestation practices in Brazil, revealing that the planting project not only focused on economically valuable species but also succeeded in ensuring their survival and growth over generations. This research highlights the evolving motivations behind reforestation, from economic exploitation to recognizing the ecological and social values of planted forests.
Discussion
The discussion highlights the significance of growth ring studies in understanding the commercial potential and ecological roles of Brazilian timber species, particularly within the context of the Tijuca Forest. This research underscores the multifaceted value of these studies, which extend beyond environmental considerations to encompass historical and cultural dimensions, reflecting Brazil’s rich biodiversity of over 50,000 species. The identification of key timber species, such as arariba (Centrolobium sp.) and cedro-rosa (Cedrela sp.), not only enhances restoration efforts for urban water sources in Rio de Janeiro but also reveals how cumulative disturbances can impact forest dynamics, informing strategies for managing urban tropical forests amid anthropogenic pressures and climate change.
Moreover, the paper emphasizes the importance of long-term tree-ring chronologies as indicators of historical climate variability. These chronologies enable researchers to correlate growth patterns with climatic conditions, thus facilitating the reconstruction of past climate events, such as droughts and wet years, prior to modern meteorological records. By utilizing native species well-adapted to the Atlantic Forest, the findings contribute valuable insights into local and regional climate dynamics, reinforcing the need for conservation and the use of diverse native species in restoration projects. Ultimately, the legacy of the Tijuca Forest serves as a paradigm for contemporary environmental management and highlights the necessity of integrating historical knowledge into future forest conservation strategies.