CONVÊNIOS CNPq/UFU & FAPEMIG/UFU
Universidade Federal de Uberlândia
Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação
DIRETORIA DE PESQUISA
COMISSÃO INSTITUCIONAL DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA
2008 – UFU 30 anos
EFEITOS DO FOGO SOBRE A COMUNIDADE DE ARTRÓPODOS DA
SERAPILHEIRA EM ÁREA DE CERRADO DO BRASIL CENTRAL
Raphael de Carvalho Silva1
Instituto de Biologia, Universidade Federal de Uberlândia (UFU), Avenida Pará, 1720 - Bloco 2D - sala 30 - Campus
Umuarama 38405-382 - Uberlândia - MG
[email protected]
Pedro Braunger de Vasconcelos1; Renata Pacheco1 ; Cauê Thomé Lopes1 ; Daniela Alves
Rezende1 ; Alan Nilo da Costa1; Heraldo Luis de Vasconcelos2
Resumo: Este estudo teve por objetivo determinar os efeitos do fogo sobre a comunidade de
artrópodos de serapilheira em áreas de cerrado “sentido restrito”, uma vez que o fogo causa
mudanças nas condições ambientais e conseqüentemente na diversidade de espécies. Assim sendo,
coletas foram realizadas na Estação Ecológica do Panga (EEP) em Uberlândia,MG. A EEP sofreu
um incêndio em Setembro de 2006 que queimou cerca de 40% da área da reserva. Para determinar
o efeito desta queimada sobre a fauna de artrópodos da serapilheira foi feito um experimento em
duas áreas adjacentes, tendo sido uma delas afetada pelo incêndio e a outra não. Em cada uma das
duas áreas foram estabelecidos oito transectos com oito parcelas de 1m2 cada. De cada parcela foi
removida toda a serapilheira existente e em seguida adicionados 750g de serapilheira seca
previamente (600g de folha e 150g de galhos com diâmetro máximo de 2cm).Foram retiradas
também amostras de serapilheira não manipuladas (parcelas controle) para efeito de comparação
com as amostras manipuladas. Para extração dos artrópodos da serapilheira foi utilizado o
extrator de Winkler. Foram encontrados 15330 artrópodos pertencentes a 17 táxons, além de 641
indivíduos imaturos ou danificados que não foram identificados. Os mais representativos foram
Formicidae (38,22% do total de indivíduos), Acari (15,72%), Collembola (10,55%), Isoptera
(5,31%), Coleptera (3,76%) e Thysanoptera (5,32%). A densidade de artrópodos (indivíduos por
m2) foi significativamente maior na área não queimada do que na área queimada em até quinze
meses após a queimada, indicando que o fogo reduz as populações de artrópodos de serapilheira
durante este período e os diferentes grupos de artrópodos apresentam respostas similares a este
efeito.
Palavras-chave: Fogo, Artrópodes, Cerrado, Serapilheira
1. INTRODUÇÃO
Os ecossistemas terrestres são afetados por diferentes tipos de distúrbios, incluindo as
queimadas. O fogo geralmente causa mudanças nas condições ambientais, na quantidade de
biomassa, na diversidade de espécies e no funcionamento destes ecossistemas (PETERSON et al.,
1998; BENGTSSON et al., 2000). Alterações locais nas condições ambientais após um distúrbio
tendem a mudar o balanço competitivo entre as espécies, permitindo uma redistribuição na
dominância entre as espécies (BEGON et al., 1999) e consequentemente na estrutura das
comunidades..
A comunidade de artrópodos que vivem na serapilheira, contribui de maneira fundamental
para a decomposição da matéria orgânica e para a reorganização e transporte dos elementos
químicos do solo (PETERSON; LUXTON, 1982). Esta comunidade, depende de vários elementos
estruturais que podem ser impactadas pelo fogo, incluindo a quantidade de detritos arbóreos
(OKLAND et al., 1996; SCHIEGG, 2000), abundância e composição da serapilheira (KOIVULA et
al., 1999) e umidade do solo (SANDERSON et al., 1995).
A resposta dos invertebrados aos distúrbios causados pelo fogo resulta da mortalidade direta
e sucessão pós-fogo. A mortalidade direta depende do regime do fogo, mas também das condições
bióticas durante o fogo, como o habitat particular ocupado pelas espécies, seu estágio de
desenvolvimento, e a sua mobilidade durante o fogo (NIWA; PECK, 2002; HOFFMANN, 2003). A
sucessão pós-fogo depende das novas condições ambientais (HUSTON, 1979; 1994) e do potencial
de imigração, isto é, na composição e estrutura dos habitats circunvizinhos. As espécies
sobreviventes e de rápida imigração são aquelas que terão uma grande vantagem nos estágios
iniciais da sucessão (MORETTI et al., 2006).
O Cerrado é um bioma constantemente afetado pelo fogo, seja ele de origem natural ou
antrópica, entretanto, relativamente pouco se sabe sobre os efeitos do fogo sobre a fauna do
Cerrado. A teoria ecológica prediz que ecossistemas com um distúrbio repetido e moderado são
altamente resilientes à perturbações e que provavelmente possuem uma maior riqueza de espécies
comparativamente aos ecossistemas com baixa ou elevada taxas de distúrbio (CONNELL, 1978;
WALKER, 1995; BENGTSSON, 1998). Este estudo teve por objetivo geral determinar os efeitos
do fogo sobre a comunidade de artrópodos de serapilheira em áreas de cerrado “sentido restrito”.
2. MATERIAL E MÉTODOS
2.1 Área de Estudo
Os trabalhos de campo foram realizados na Estação Ecológica do Panga localizada a oeste
do perímetro urbano no município de Uberlândia, MG (18°57’S e 48°12’ O). A maioria das
fisionomias do Cerrado está contemplada nesta reserva, sendo o cerrado (sentido restrito) a
vegetação dominante. O clima da região possui periodicidade muito acentuada, tendo duas estações
bem definidas: uma estação seca que dura de três a quatro meses, sendo pouco mais fria do que o
restante dos meses, e uma estação chuvosa com metade da precipitação anual (ca. 1600 mm/ano)
ocorrendo durante os meses de novembro, dezembro e janeiro. Os meses de junho, julho, agosto e
boa parte de maio e setembro compreendem a estação seca. De acordo com o sistema de Köppen o
clima é classificado como Aw megatérmico, com estações seca e chuvosas bem definidas, podendo
ocorrer altas temperaturas no verão (acima de 35°C) e geadas no inverno.
2.2 Delineamento Amostral
A reserva do Panga sofreu um incêndio em setembro de 2006 que queimou cerca de 40% da
área da reserva. Para determinar o efeito desta queimada sobre a fauna de artrópodos da serapilheira
foi estabelecido o seguinte experimento em duas áreas adjacentes de cerrado “sentido restrito”,
tendo sido uma delas afetada pelo incêndio e a outra não. Coletamos serapilheira tanto da área
queimada como da área não queimada, sendo que na primeira a serapilheira é composta
primariamente de folhas verdes que caíram da copa das árvores após a passagem do fogo. Toda esta
serapilheira foi seca em estufa para eliminação dos artrópodos existentes. Em cada uma das duas
áreas (separadas entre si por uma distância de 100m), foram estabelecidos oito transectos separados
por 20m, sendo cada transecto composto por oito parcelas de 1m² com espaçamento de cinco
metros entre si (Figura 1). De cada parcela foram removidas toda a serapilheira existente e em
seguida adicionados, 750 g de serapilheira seca previamente (600 g de folha e 150 g de galhos com
diâmetro máximo de 2 cm),. Em metade das parcelas foi adicionada a “serapilheira verde”
(originada da área queimada) enquanto na outra metade das parcelas metade foi adicionada a
“serapilheira normal” (isto é, originada da área controle, não queimada). A quantidade adicionada
em cada parcela foi determinada através de uma medida anterior da quantidade média de
serapilheira depositada sobre o solo do cerrado. Utilizamos então a quantidade típica encontrada
2
sobre 1 m2 de solo do cerrado. O intuito deste experimento foi determinar o efeito do fogo e do tipo
de serapilheira sobre a colonização de artrópodos.
Foram retiradas oito amostras de cada tratamento no dia 22 de Novembro de 2006, e a partir
de então com intervalos de 30-45 dias até março de 2007. Foram retiradas também amostras de
serapilheira não manipuladas (parcelas controle) para efeito de comparação com as amostras
manipuladas. Este procedimento está sendo repetido de novembro de 2007 e março de 2008.
Para a extração dos artrópodos foi utilizado o extrator de Winkler (BESTELMEYER et al.,
2000). Para isto a serapilheira existente em cada amostra foi rapidamente inserida em uma peneira
com malha de oito milímetros acoplada a um saco de pano com a extremidade final amarrada. O
que ficou retido na peneira será descartado e o que restou no fundo do saco guardado em um outro
saco de pano menor. O material peneirado foi então transferido para um saco com perfurações
(possibilitando apenas a passagem dos artrópodos) e então posicionado verticalmente no extrator de
Winkler, que possui na extremidade inferior um copo com álcool 70% e a extremidade superior
fechada. Os extratores de Winkler foram mantidos em um local com ausência de vento e não muito
úmido durante 72 horas.
Os artrópodos coletados foram triados e identificados, inicialmente, até o nível taxonômico
de ordem. Determinamos o número de indivíduos de cada ordem em cada amostra. As formigas
foram subsequentemente triadas ao nível de espécie ou morfoespécie. Estão sendo comparadas, a
diferentes intervalos de tempo desde a queimada, a diversidade, composição e abundância de
artrópodos entre as vegetações queimada e não queimada.
Figura 1. Diagrama da área de estudo, mostrando as parcelas experimentais.
3. RESULTADOS
Foram obtidos cerca de 15330 indivíduos distribuídos dentre as amostras coletadas. Os
valores mais significativos de abundância encontrados foram para Formicidae (38,22%), Acari
(15,72%), Colembola (10,55%), larvas de insetos (5,45%) Isoptera (5,31%), Coleóptera (3,76%) e
Thysanoptera (5,32%) conforme a Figura 2.
3
Figura 2. Gráfico da abundância total de indivíduos coletados.
Assim sendo, foram coletados os artrópodos em coletas distribuídas em intervalos regulares
conforme dito anteriormente. A abundância total de artrópodos (indivíduos por m²) assim como o
número de ordens por amostra foi significativamente maior na área não queimada do que na área
queimada. Porém essa diferença entre as duas áreas, 145 dias após a queimada, caiu bastante devido
ao início de uma estação seca, já que os artrópodos são sensíveis a maiores índices de temperatura
uma vez que o fogo destrói o dossel e abre clareiras, variando o microclima natural de superfície
antes do incêndio (Figura 3).
Figura 3. Gráfico do número de indivíduos e táxons encontrados por amostra de serapilheira em
função do tempo.
Não obstante, progredindo para cumprir os objetivos do trabalho foram identificados até o
nível de morfoespécie as formigas (Tabela 1).
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Tabela1. Número de morfoespécies de formigas de diferentes gêneros nos diferentes tratamentos.
TRATAMENTOS
Morfoespécies
Pheidole
Solenopsis
Paratrechina
Brachymyrmex
Strumigenys
Apterostigma
Mycocepurus
Camponotus
Anochetus
Ectatomma
Trachymyrmex
Cyphomyrmex
Wasmannia
Linepithema
Pyramica
Pseudomyrmex termitarius
Pachycondyla
Gnamptogneys
Odontomachus
Hypoponera
Cephalotes
Cardiocondyla
Serycomyrmex
Acanthognathus rudis
Tapinoma melanocephalum
Camponotus sericeiventris
Hylomyrma
Dorymyrmex
Controle
Controle
Queimado
não queimado
63
26
17
46
4
4
2
13
3
5
2
3
0
7
2
1
2
0
0
0
7
0
0
0
1
0
2
1
44
52
24
39
6
13
6
13
4
6
2
6
2
13
0
3
3
3
2
4
5
0
0
2
1
0
3
0
Queimado
Não queimado
Total
41
31
42
38
17
13
9
7
7
9
10
8
5
12
4
3
10
0
1
3
7
1
3
0
0
2
2
0
56
33
41
21
14
9
14
6
9
4
4
8
4
9
5
3
11
3
2
6
8
3
0
0
0
0
2
0
204
142
124
144
41
39
31
39
23
24
18
25
11
41
11
10
26
6
5
13
27
4
3
2
2
2
9
1
4. CONCLUSÃO
Estes resultados sugerem que o fogo reduz as populações de artrópodos de serapilheira e que
este efeito pode ser detectado até quinze meses após a queimada, com diferentes grupos de
artrópodos apresentando respostas similares ao efeito do fogo na vegetação de cerrado. Embora o
fogo cause mudanças na qualidade da serapilheira, estas aparentemente tiveram pouca influência
sobre a recuperação da fauna de artrópodos após a passagem do fogo, pois não houve um efeito
significativo do tipo de serapilheira, ou seja, a colonização da serapilheira oriunda da área não
queimada ocorreu na mesma taxa do que aquela oriunda da área queimada e este padrão foi
independente do local para onde a serapilheira foi transportada. Entretanto o efeito do tempo sobre a
colonização da serapilheira, bem como a abundância dos artrópodos foi significativo, demonstrando
que o fator tempo influencia de sobremaneira a dinâmica das comunidades de artrópodos.
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5. AGRADECIMENTOS
Gostaria de agradecer a Renata Pacheco pela paciência, ao Laboratório de Ecologia de
Insetos Sociais pela elaboração execução do projeto, ao Heraldo Luis de Vasconcelos pela
confiança depositada em mim e ao CNPQ pela viabilização financeira e incentivo ao projeto.
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
BEGON, M.; HARPER, J.L.; TOWNSEND, C.R. Ecology. Blackwell: Berlin, 1999. 945 p.
BENGTSSON, J. Which species? What kind of diversity? Which ecosystem function? Some
problems in studies of relations between biodiversity and ecosystem function. Applied Soil
Ecology, v. 10, p. 191–199, 1998.
BENGTSSON, J.; NILSSON, S.G.; FRANC, A.; MENOZZI, P. Biodiversity, disturbance,
ecosystem function and management of European forests. Forest Ecology and Management, v.132,
p. 39–50, 2000.
BESTELMEYER, B.T.; AGOSTI, D.; ALONSO, L.E.; et al. Field techniques for the study of
ground-dwelling ants: An overview, description, and evaluation. In Standard methods for measuring
and monitoring biodiversity (eds AGOSTI, D.; MAJER,
J.D.; ALONSO, L.E.; SCHULTZ, T.R.),
Smithsonian Institution Press: Washington & London, 2000. p. 122-144
CONNELL, H.V. Diversity in tropical rain forests and coral reefs. Science, v. 199, p. 1302–1310,
1978.
HOFFMANN, B.D. Responses of ant communities to experimental fire regimes on
rangelands
in the Victoria River District of the Northern Territory. Austral Ecology, v. 28, p. 182–195, 2003.
HUSTON, M.A. A general hypothesis of species diversity. American Naturalist, v. 113, p.
81–
101, 1979.
HUSTON, M.A. Biological diversity: the coexistence of species on changing landscapes.
Cambridge University Press: Cambridge, 1994. p.681
KOIVULA, M.; PUNTTILA, P.; HAILA, Y.; NIEMELA, J. Leaf litter and the smallscale
distribution of carabid beetles (Coleoptera, Carabidae) in the boreal forest.
Ecography, v. 22,
p. 424–435, 1999.
MITCHELL, R.G.. Effects of prescribed fire on insect pests. In: Natural and Prescribed Fires in
Pacific Northwest Forests (eds WALSTAD, J.D.; RADOSEVICH, S.R.; SANDBERG,
D.V.),
Oregon State University Press: Corvallis, 1990. p. 111–121.
MORETTI, M.; DUELLI, P.; OBRIST, M.K. Biodiversity and resilience of arthropod communities
after fire disturbance in temperate forests. Oecologia, v. 149 p. 321-327, 2006.
MYERS, N.; MITTERMEIER, R.A.; MITTERMEIER, C.G.; FONSECA, G.A.B.; KENT, J.
Biodiversity hotspots for conservation priorities. Nature, v. 403, p. 853-858, 2000.
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NIWA, C.G.; PECK, R.W. Influence of prescribed fire on carabid beetle (Carabidae) and spider
(Araneae) assemblages in forest litter in southwestern Oregon. Environmental Entomology, v. 31, p.
785–796, 2002.
OKLAND, B.A.; BAKKE, S.; HAGVAR, T. What factors influence the diversity of saproxylic
beetles? A multiscaled study from a spruce forest in southern Norway. Biodiversity and
Conservation, v. 5, p. 75–100, 1996.
PARR, C. L.; ROBERTSON, H. G.; BIGGS, H. C.; CHOWN, S. L. Response of African savanna
ants to long-term fire regimes. Journal of Applied Ecology, v. 41, p. 630- 642, 2004.
PETERSON, H.; LUXTON, M. A comparative analysis of soil fauna populations and their role in
decomposition processes. Oikos, v.39, p.288–388, 1982.
PETERSON, G.; ALLEN, C.R.; HOLLING, C.S. Ecological resilience, biodiversity, and
scale. Ecosystems, v.1, p. 6–18, 1998.
SANDERSON, R.A.; RUSHTON, S.P.; CHERRILL, A.J.; BYRNE, J.P. Soil, vegetation, and
space: an analysis of their effects on the invertebrate communities of a moorland in north-east
England. Journal of Applied Ecology, v. 32, p. 506–518, 1995.
SCHIEGG, K. Effects of dead wood volume and connectivity on saproxylic insect species diversity.
Ecoscience, v. 7, p. 290–298, 2000.
WALKER, B. Conserving biological diversity through ecosystem resilience. Conservation Biology,
v. 9, p. 747–752, 1995.
WWF-Brasil. Expansão agrícola e perda da biodiversidade no cerrado: origens históricas e o papel
do comércio internacional. WWF Brasil, Brasília, 2000.
EFFECTS OF FIRE ON LITTER-DWELLING ANTS IN A CERRADO AREA OF
CENTRAL BRAZIL
Raphael de Carvalho Silva1
Instituto de Biologia, Universidade Federal de Uberlândia (UFU), Avenida Pará, 1720 - Bloco 2D - sala 30 - Campus
Umuarama 38405-382 - Uberlândia - MG
[email protected]
Pedro Braunger de Vasconcelos1; Renata Pacheco1 ; Cauê Thomé Lopes1 ; Daniela Alves
Rezende1 ; Alan Nilo da Costa1; Heraldo Luis de Vasconcelos2
Abstract: This study aimed to determine the effects of fire on the community of arthropods of litter
in areas of cerrado "narrow sense" because the fire cause changes in environmental conditions and
consequently the diversity of species. Therefore, collections were made in the Ecological Station of
Panga (EEP) in Uberlandia, Brazil. The EEP suffered a fire in September 2006 that burned about
40% of the area of the reservation. To determine the effect of burning on the arthropod fauna of the
litter was made an experiment in two adjacent areas, was one of them affected by the fire and the
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other not. In each of the two areas were established eight transects with eight plots of 1m2 each.
From each plot was removed all the existing litter and then add 750g of dry litter previously (600g
to 150g of leaf and twig with maximum diameter of 2cm). Withdrawals were also not handled
samples of litter (control plots) for purposes of comparison with manipulated the samples. For
extraction of arthropods of the litter was used for extracting Winkler. 15,330 arthropods were
found belonging to 17 taxa, and 641 damaged or immature individuals who were not identified. The
most representative were Formicidae (38.22% of individuals), Haughton (15.72%), Collembola
(10.55%), Isoptera (5.31%), Coleptera (3.76%) and Thrips (5.32%). The density of arthropods
(individuals per m2) was significantly larger in area than in the unburned area burned in up to
fifteen months after the burning, indicating that the fire reduced the population of arthropods of
litter during this period and the different groups of arthropods has answers similar to this effect.
Keywords: Fire, Arthropods, Cerrado, Litter-dwelling
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