A relação espécie-área (SAC) é um padrão de ecologia de longo prazo e é discutida na maioria dos livros acadêmicos de Ecologia. Suas implicações são relevantes para muitos ecológicos, evolucionário, conservação e fins biogeográficos. Por outro lado, a relação volume-espécie associada tem sido quase totalmente ignorada. De acordo com um novo estudo publicado na revista Ecologia Vegetal , esta relação pode desempenhar um papel ecológico fundamental, e é relevante para muitas aplicações ecológicas, como a estimativa de populações mínimas viáveis, intervalos de espécies e áreas protegidas. Neste estudo em escala global, Roberto Cazzolla Gatti, Ph.D., Professor associado do Instituto Biológico da Universidade Estadual de Tomsk (Rússia) e seus colegas italianos do Centro Euro-Mediterrâneo sobre Mudanças Climáticas (CMCC) em Viterbo, investigou esta nova perspectiva olhando para a altura do dossel como um proxy do volume do ecossistema ("biospace"), que influencia a riqueza vegetal em ecossistemas florestais.

Algumas décadas atrás, o ecologista florestal italiano Lucio Susmel desenvolveu a ideia do biospaço, escrevendo que "as características das florestas com várias idades são uma função do biosespaço acima do solo, modificado por plantas e animais que vivem em um ambiente físico. "O ecologista italiano sugeriu que" [Biospace pode ser definido como um] espaço protegido dentro do qual é possível jogar tudo fisiológico, processos biológicos e evolutivos de uma comunidade [...] o parâmetro mais adequado para avaliar o bioespaço é o volume do sistema que pode ser medido pela altura média das árvores dominantes. "

A dificuldade de detectar a altura de uma árvore a partir do solo e a falta de um censo abrangente da flora global tem impedido a definição de um padrão geral de volume do ecossistema florestal e diversidade de espécies. Desenvolvimentos tecnológicos recentes, como detecção e alcance de luz (LiDAR), permitem mapear a estrutura vertical da floresta globalmente. Junto com a disponibilidade de dados botânicos precisos, como o mapa global da altura do canopy da NASA, que combina tecnologia de satélite com análises de campo, isso abre oportunidades incríveis na ecologia. O Prof. Roberto Cazzolla Gatti diz:"Nós investigamos uma possível relação global entre a riqueza de espécies e a altura do dossel, comparando o Mapa Global de Altura do Dossel de alta resolução fornecido pela NASA com o Mapa de Diversidade de Plantas produzido por Barthlott e colegas em 2007."

Os resultados deste estudo mostraram que dosséis mais altos são responsáveis ​​por mais espécies de plantas - os dosséis representam uma terceira dimensão totalmente explorável por essas espécies. Isso ocorre porque volumes maiores podem conter um número maior de espécies, mas não é apenas uma questão de espaço disponível.

Gatti diz, “Eu tive essa ideia trabalhando por muitos anos na região tropical, florestas temperadas e boreais. Eu me perguntei por que dosséis mais altos quase sempre estão positivamente associados a níveis mais altos de biodiversidade. Se o motivo fosse apenas o clima, que é capaz de aumentar a altura das árvores e a biodiversidade, teríamos encontrado na mesma faixa climática ao redor do mundo níveis semelhantes de diversidade em florestas com diferentes alturas de dossel. Este não foi o caso. Embora as condições climáticas sejam as mesmas, a biodiversidade aumenta quando as copas sobem. "

O estudo sugere que esta correlação positiva entre a biodiversidade e a altura do dossel se deve ao aumento do bioespaço. Quanto maior o volume de um ecossistema florestal, quanto mais camadas e condições ecológicas diversificarem o meio ambiente, incluindo luz, umidade, recursos alimentares, Disponibilidade de água, oportunidade de escalada para cipós, presença de epífitas, samambaias e outros. Isso também oferece prova empírica para as hipóteses recentes desenvolvidas pelo Prof. Cazzolla Gatti sobre o surgimento de novos nichos relacionados à biodiversidade, ou seja, a ideia de que a biodiversidade gera biodiversidade.

A relação entre a biodiversidade e a altura do dossel é particularmente evidente nas regiões tropicais. Na verdade, de acordo com a teoria do gradiente latitudinal, as florestas tropicais são, na média, mais alto do que os temperados, e, portanto, oferecem mais espaço para fisiologia, processos biológicos e evolutivos da comunidade. Essa característica permite que espécies com características distintas coexistam e gera o surgimento de novos nichos que aumentam a riqueza de um ecossistema mais estratificado.

Contudo, porque os gradientes climáticos e latitudinais se correlacionam com a altura e diversidade da floresta, Cazzolla Gatti e seus colegas desvendaram sua hipótese de uma relação pura entre a altura e a diversidade do dossel, analisando-a em diferentes zonas macroclimas de acordo com a classificação climática Koppen-Geiger. Esta classificação reflete um zoneamento latitudinal e remove a influência climática da relação altura-diversidade do dossel. Contudo, a relação foi observada em cada uma das três zonas climáticas principais e isso confirmou que a altura do dossel influencia a diversidade de espécies, independentemente de outros fatores, como precipitação e temperatura (ou seja, clima).

Roberto Cazzolla Gatti diz:“A relação entre a altura do dossel e a biodiversidade tem sido mal considerada até hoje, embora desempenhe um papel significativo na ecologia. De fato, a dimensão vertical dos ecossistemas, como um proxy do bioespaço, deve ser considerada juntamente com a relação bem conhecida espécie-área. Além disso, a relação que descobrimos é fundamental para definir extensões de áreas protegidas, quando o ambiente bidimensional disponível não deve ser considerado sozinho, mas associado ao volume ecológico tridimensional. Nesta era de mudanças climáticas e pressões antropogênicas, um grande número de espécies está exposto ao risco de extinção. Sob a necessidade urgente de conservação de espécies e mitigação do clima, 3-D não é apenas divertido ou uma abordagem tecnológica inovadora, mas uma nova maneira de olhar para a dinâmica natural para melhor planejar o estudo e a proteção dos ecossistemas. "