Departamento de Engenharia Florestal
Laboratório de Conservação de Ecossistemas e Recuperação de
Áreas Degradadas
Prof. Dr. Israel Marinho Pereira
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INDICADORES UTILIZADOS
NA AVALIAÇÃO DE ÁREAS EM
PROCESSO DE RESTAURAÇÃO
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SUMARIO

Indicadores Ecológicos
1 Qualidade
1.
Q lid d do
d Indicador
I di d
2. Critérios de seleção
ç
dos indicadores
3. Indicadores do próprio ecossistema
4. Tipo de resposta
5 Como selecionar um indicador?
5.
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 Banco de Semente
 Deposição de Serrapilheira
 Chuva de Semente
 Indicadores da qualidade de solo
Indicadores Biológicos do Solo
 Análise Florística
Índices de Restauração
 Indicadores Faunísticos
 Avaliação e Monitoramento de Áreas
Á
Restauradas
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INDICADORES ECOLÓGICOS
Van Straalen, 1998; Manoliadis, 2002
Definição
R
Representam
uma análise
áli
científica,
i
ífi
com a
categorização numérica ou descritiva de
dados ambientais
Frequentemente baseado em informação
parciais que refletem o status de extensos
ecossistemas
i t
O uso repetido de bioindicadores
programas de monitoramento
Auxiliar no entendimento da dinâmica
Auxiliam nas tomadas de decisão para
melhorar a qualidade ambiental
em
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TIPOS DE INDICADORES
Indicador pressão - descreve a causa do
problema ou impacto
Indicador
estado
descreve
algumas
características ambientais físicas e mensuráveis que
q
resultam da pressão
Indicador impacto - semelhante ao tipo
pressão, e que deve monitorar os resultados no
longo prazo
Indicador resposta - representado pelas
políticas, ações ou investimentos que são definidos
para resolver o problema
Manoliadis, 2002
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QUALIDADE DO INDICADORES
 Potenciais indicadores devem:
Possuir relação bastante estreita com os objetivos
do projeto e os problemas ambientais abordados
Ser parte de um pequeno conjunto visando a uma
abordagem eficiente
Ser claramente definidos, a fim de evitar
confusões no seu desenvolvimento ou interpretação
Ser práticos e realistas, o que supõe levar em
ç
o seu custo de coleta
consideração
Ser de alta qualidade e confiabilidade
Ser usados nas escalas espacial e temporal
adequadas
Manoliadis, 2002
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CRITÉRIOS DE SELEÇÃO DOS INDICADORES
Ser de fácil mensuração
p
no sistema,, e
Serem sensíveis aos impactos
responderem a esses impactos de forma previsível
Atuar de forma a prevenir impactos maiores
Rever mudanças que possam ser evitadas por
ações de manejo
Não ser pontual para determinado ambiente
Ter respostas conhecidas quando da ocorrência
de impactos antrópicos
Ter respostas a impactos naturais de baixa
variabilidade
i bilid d
ANDREASEN et al., (2001); DALE & BEYELER, (2001)
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INDICADORES DO PRÓPRIO ECOSSISTEMA
Composição - espécies-indicadoras, espécies-chaves,
espécies invasoras
Estrutura - quantidade de habitat na paisagem,
tamanho dos remanescentes, distância entre os
remanescentes e conectividade
Função - predação, herbivoria, competição e
interações
ç
Intemperismo e regime hídrico
Decomposição
A escolha de indicadores eficientes é chave para o
sucesso global de qualquer programa de monitoramento,
e deve ser feita com base em critérios consistentes em
relação as mudanças no sistema.
ANDREASEN et al., (2001)
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TIPO DE RESPOSTA
 Especificidade
 Alta = se o indicador responde a um fator
 Baixa = quando responde a muitos fatores
 Espécies bioindicadoras
9 Alta especificidade
9 Ocorrência
O
ê i exclusiva
l i
9 Alta fidelidade (abundância e ampla distribuição)
ao ambiente
bi t monitorado
it
d
9 Espécies raras são boas espécies bioindicadoras Pode
d indicar
d
b
bom
estado
d de
d conservação
ã ambiental
b
l
VAN STRAALEN, (1998).
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COMO SELECIONAR UM INDICADOR?
 Método de comparação
 Comparação entre sítios onde houve distúrbios e
outros sítios conservados, que possam funcionar
como referências para estudos comparativos.
comparativos
 Exemplo
¾ Manejo e uso do solo
9 Perdas de diversidade vegetal
associadas as práticas exercidas.
e
animal
(GROFFMAN et al., 2001).
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1. AVALIAÇÃO DOS
1
MECANISMO DE
SUCESSÃO DA ÁREA
INDICADORES DE RESTAURAÇÃO
AMBIENTAL
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1. BANCO DE SEMENTES DO SOLO
composição
abundância relativa das espécies
recentemente instaladas
o potencial de distribuição de cada espécie
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2. REGENERAÇÃO NATURAL
Permiti avaliar a dinâmica florestal da área,
através
t
é
d
da
analise
li
d
das
espécies
é i
e classes
l
sucessionais amostradas.
Constitui o mais importante instrumento de
avaliação e monitoramento de projetos de
restauração, já que o sucesso destes projetos
tem correlação estreita com a evolução da
diversidade na área revegetada.
revegetada
CAMPELLO, (1998); RODRIGUES e GANDOLFI, (1998)
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3. COBERTURA VEGETAL
Utilizada como medida mitigadora dos
i
impactos
t
ambientais
bi t i é uma opção
ã coerente,
t
prática e econômica.
É
É importante para interceptação da chuva e
proteção do solo contra o impacto direto das
gotas;
t
e para a infiltração
i filt
ã da
d água
á
d id ao
devido
aumento da porosidade e granulação do solo.
D’ALTERIO e VALCARCEL, (1996); CASTRO, (2007).
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4. BANCO DE SEMENTES
São todas as sementes viáveis no solo ou
associadas
i d
à
serrapilheira
ilh i
para
uma
determinada área num dado momento.
É
É um sistema
i
di â i
dinâmico
com entrada
d
d
de
sementes através da chuva de sementes e
dispersão
Transitório - com sementes que germinam
dentro de um ano após o início da dispersão
Persistente - com sementes que permanecem
no solo por mais de um ano.
ano
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4. BANCO DE SEMENTES
 Arquivo de informações ou memória das condições
ambientais
bi t i
passadas
d
é fator
f t
i
importante
t t
d
do
potencial da comunidade de responder a distúrbios
passados e futuros.
futuros
 O estudo do banco de sementes pode dar
i f
informações
õ
sobre
b
a densidade
d
id d
d
de
sementes,
t
composição florística e dar uma indicação do
potencial regenerativo das sementes estocadas
nos solos.
TEMPLETON & LEVIN,(1979); WILLIAMS-LINERA, (1993).
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5. DEPOSIÇÃO DE SERRAPILHEIRA
Têm sido utilizada mais para caracterizar a
dinâmica de produção e retorno de nutrientes ao
solo pela sua decomposição.
No entanto, o seu uso específico
í
como bioindicador
ambiental é pouco aplicado para avaliação de
reflorestamentos
com
fins
de
recuperação
ambiental.
I
Importante
t t componente
t do
d ecossistema
i t
fl
florestal.
t l
principalmente
p
folhas,, caules,,
Este material inclui p
frutos, sementes, flores e resíduos animais.
(ARATO et al., (2003); MOREIRA e SILVA, (2004); ARAÚJO et al., (2005).
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A produção de serrapilheira controla diretamente a
quantidade
tid d de
d nutrientes
t i t
que retornam
t
ao solo
l Controle da ciclagem de nutrientes
Função: produz sombra e retém umidade no solo
 Criando condições microclimáticas que influeciam
na germinação de sementes e estabelecimento de
plântulas
 Fatores bióticos e abióticos,
abióticos também influenciam
na deposição de serrapilheira
Latitude,
at tude, a
altitude,
t tude, te
temperatura,
pe atu a, p
precipitação,
ec p tação,
estágio sucessional, herbivoria, disponibilidade
hídrica e estoque de nutrientes do solo,
umidade do solo e vento
DIAS & OLIVEIRA FILHO, (1997); MORAES et al., (1998).
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JUSTIFICATIVA:
 Quantidade
Áreas com um grau de perturbação maior
9Áreas
possuem um número elevado de espécies
pioneiras de crescimento rápido, que investem
muito em produção de biomassa e acabam
produzindo maior quantidade de serrapilheira.
9Áreas menos perturbadas, pois possuem menor
número de espécies de crescimento rápido e,
portanto, apresentam menor produção
d ã
d
de
biomassa
DIAS & OLIVEIRA FILHO, (1997); MORAES et al., (1998).
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6. CHUVA DE SEMENTES
Conjunto de propágulos que uma comunidade recebe
através das diversas formas de dispersão,
dispersão propiciando
a chegada de sementes que têm a função de colonizar
áreas em p
processo de sucessão p
primária ou secundária
É Importante para conhecer os mecanismos que
propiciam a chegada natural de sementes dentro das
comunidades
Devemos reproduzi-los e assim transpor uma das
principais
i i i barreiras
b
i
d regeneração
da
ã natural
t
l
Falta de propágulos que possam originar novos
indivíduos em uma área após sua degradação.
degradação
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 A diversidade de p
plântulas de um local está mais
fortemente relacionada com a diversidade de
dispersores
di
 Maior intensidade de p
propágulos
p g
nas bordas
Arbustos e árvores mais esparsas servem de
poleiros para muitos dispersores
 Menor
intensidade
de
abertas/fragmentadas
propágulos
em
áreas
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 Áreas degradadas
 Menor chegada de propágulos
9 A distância
d â
d fragmentos
de
f
fl
florestais
significa
f
uma
deficiência preocupante no aporte de sementes
para a área em processo de sucessão
 A dispersão de sementes para uma área
degradada é essencial para a sua regeneração
 Principalmente em espécies tropicais o Banco de
sementes do solo sofre uma rápida diminuição na sua
abundância e riqueza de espécies devido à curta
viabilidade de muitas dessas espécies.
(GARWOOD, 1989).
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 Estratégias restauradoras baseadas na chuva de
sementes
t
Árvores remanescentes em pastagens atraem
aves e morcegos frugívoros que as utilizam para
repouso, proteção, alimentação ou residência.
 Chuva de sementes sob essas árvores é muito
mais intensa e rica que nas áreas circundantes
Devido a recorrente regurgitação, defecação ou
derrubada de frutos e sementes pelas aves e
morcegos
Guevara et al. (1986)
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 Justificativa de uso
A chuva de sementes é elemento chave na
dinâmica dos ecossistemas e, portanto, é peça
i
importante
quando
d se almeja
l
j a sua regeneração,
ã
podendo ser utilizado como indicador de uma área
em processo de recuperação,
recuperação uma vez que fornece
indicativos de qual estágio de recuperação essa
área se encontra.
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2. QUALIDADE DO SOLO
INDICADORES DE RESTAURAÇÃO
AMBIENTAL
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INDICADORES UTILIZADOS
Atributos
Biológico
s
Atributo
s Físicos
Atribut
os
Químic
os
Qualidade do Solo
(DORAN e PARKIN, 1994). Departamento de Engenharia Florestal
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Indicadores de Qualidades do Solo
Antes
Depois
Fisicos
Fisicos
Quimicos
Quimicos
Biológicos
Visuais
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INDICADORES DE QUALIDADE DO SOLO
Degradação física
Relacionadas às alterações das condições
estruturais do solo, ou seja, refere-se à perdas
de condições
ç
ligadas:
g
9Compactação, porosidade, retenção de água,
aeração, susceptibilidade à erosão, etc
 Os principais indicadores utilizados são:
9Textura, estrutura, profundidade do solo, do
horizonte superficial e das raízes, densidade do
solo, taxa de infiltração e capacidade de
retenção de água,
água etc
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INDICADORES DE QUALIDADE DO SOLO
- Vigor da vegetação
- Presença de serapilheira
Mendes et de
al, 2006
utilizou a planilhada
de serapilheira
avaliação visual para
- Estado
decomposição
avaliar
li a qualidade
lid d d
do solo
l em á
áreas em processo d
de recuperação,
ã
-e chegou
Incorporação
no solo
a conclusãoda
queserapilheira
esta técnica permite
a quantificação do
grau de recuperação das áreas impactadas e poder ser usada como
- Fauna
silvestre.
silvestre
ferramenta auxiliar nos estudos da qualidade dos solos.
(MELLONI, 2001) Departamento de Engenharia Florestal
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INDICADORES DE QUALIDADE DO SOLO
o Indicadores Físicos
para o estudo
• Uso de atributos físicos do solo p
de sua qualidade;
• Baixo custo;
• Metodologia simplificada.
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TEXTURA
Processo de
degradação
g
ç
predominante
Erosão
acelerada
Alteração na
textura
Remove argila e deixa trasformações grosseiras.
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• Análise textural granulométrica
g
- Determinação do tamanho das partículas e sua
distribuição em determinados intervalos
• Método da pipeta
- Define os percentuais de frações de areia silte e
argila
g
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ESTRUTURA
 Complementa o estudo de avaliação do arranjo
entre sólidos e vazios;;
 Agregação e distribuição do tamanho dos
agregados
g g
e dos poros;
 Avaliação da curva de retenção de umidade do
solo.
 Poucos relatos do uso da estrutura com indicador
de qualidade;
 Merece atenção pela interação com outros
atributos e a influência direta nas operações de
preparo e manejo do solo.
solo
MENDES et al ,(2006) ; GOMES & FILIZOLA, (2006)
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RESISTÊNCIA A PENETRAÇÃO
• Resistência física que solo exerce em algo
que tenta
t t se mover através
t
é dele
d l aumenta
t
com a compactação e a redução da
umidade;
id d
• Limita o crescimento das
infiltração de água no solo.
plantas
e
PEDROTTI et al., (2001); DIAS et al, )2002). Departamento de Engenharia Florestal
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RESISTÊNCIA A PENETRAÇÃO
Ç
• Penetrômetro
Expressa em Kg/cm² ou Kpa
Neste tipo de avaliação é
necessário conhecer o teor de
umidade do solo.
Fonte: <soilcontrol.com.br>
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RESISTÊNCIA A PENETRAÇÃO
• Avaliações indiretas:
- Densidade do solo (g/cm³)
Mét d do
Método
d anél
él volumétrico
l ét i
- Condutividade elétrica (cm/h)
Condutímetro
- Profundidade
P f did d d
de raízes
í
Fonte:<gaia.liberato.com.br/q
uimicaonline/imagens/equipa
i i
li /i
/
i
mentos/co ndutivimetro>
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INFILTRAÇÃO DE ÁGUA NO SOLO
• Fenômenos que melhor refletem as condições
fí i
físicas
internas
i t
do
d solo
l (ALVES & CABEDA, 1999)
• Interdependência com outros atributos do solo;
• Infiltrômetro.
Fonte: <soilcontrol.com.br>
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 Degradação química
Reflete os insumos, como a adição desregrada
de agroquímicos ao solo; e as saídas, como os
nutrientes exportados pela produção agrícola ou
pela madeira dos plantios florestais, que
reduzem a fertilidade do solo.
Os principais indicadores são:
9Carbono orgânico total,
total matéria orgânica do
solo, N total; pH; condutividade elétrica; e
os teores de N, P e K disponíveis, etc.
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o Indicadores Químicos
• Processos do solo ou de comportamento;
• Capacidade do solo em resistir à troca de
cátions;
• Necessidades nutricionais da planta;
• Contaminação ou poluição dos solos.
(GOMES & FILIZOLA, 2006).
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• pH
- Indicar acidez;
- Peagâmetro
g
Fonte: <portaldoprofessor.mec.gov.br>
- Reações no sistema solo-solução
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• Carbono orgânico
- Não é considerado um nutriente para a planta;
- Baixos valores
Efeito na estrutura, disponibilidade de água para
as plantas e poder de tamponamento devido à
presença de compostos muitas vezes tóxicos a
planta.
(GOMES & FILIZOLA, 2006)
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• Método de análise
Oxidação
O
idação da matéria orgânica com sol
solução
ção de
potássio em presença de ácido sulfúrico;
Calor desprendido na diluição do ácido sulfúrico e
titulação do excesso de dicromato com sulfato
ferroso amoniacal.
(CAMARGO et al 2009) Departamento de Engenharia Florestal
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• Capacidade
p
de troca de cátions ((CTC))
- Habilidade do solo de reter e trocar íons
positivamente carregados na superfície coloidal;
- Importantes propriedades físico-químicas do
sistema.
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• Análise
- Extração macronutrientes (Ca, Mg e K)
e sódio
- Solução normal de acetato de amônio pH 7,0 e
d t
determinação
i
ã dos
d seus teores
t
no extrato
t t
• Teor de Micronutrientes (Zn, Cu, Fe e Mn)
• Deficiência ou toxicidade
DTPA TEA
• Extratores: Mehlich e o DTPA-TEA
PEREIRA et al., (2001); CAMARGO et al, 2009).
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INDICADORES BIOLÓGICOS DO SOLO
Definição
Presença ou ausência de uma certa
espécie
p
(planta ou animal)) em dada
(p
área, associada a determinada condição
ambiental.
Essa estratégia é bastante útil, uma vez
que elimina a necessidade de se estudar
todos os indivíduos da comunidade
biológica.
biológica
(TURCO & BLUME, 1999).
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 Degradação biológica
Perda da biodiversidade do solo e pela redução
do teor de MO, tendo como principal
consequência a baixa ou nula atividade da:
9 micro (menor de 0,2 mm em tamanho);
9 meso (de 0,2
0 2 a 2 mm); e
9 macrofauna (de 2 a 20 mm) e flora do solo
Os principais indicadores são:
9C e N contidos na biomassa microbiana; N
potencialmente mineralizável e taxa de
respiração do solo, etc
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 Invertebrados de solo, como minhocas, térmitas e
protozoários,
á
têm
ê
sido
utilizados
como
bioindicadores
Demonstram o estado da qualidade do solo ante
as ações antrópicas
Sensíveis à mudanças sazonais
 Grupo dos coliformes
 A presença de coliformes em amostras
ambientais indica a qualidade sanitária do solo e
da água
 Escherichia, Klebsiella e Enterobacter
(BROCK & MADIGAN, 1991).
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 Diversidade Microbiana
Permite
considera
avaliar
a
a
diversidade,
estrutura
e
porém
composição
não
da
comunidade microbiana
O uso como indicador tem sido discutido
 A diversidade microbiana manter-se naturalmente
inalterada ao longo do ano
(SMIT et al., 2001; JOHNSON et al.,
2003)
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• Indicadores microbiológicos
- Fundamentais na ciclagem de nutrientes no solo
e no fluxo de energia dos ecossistemas terrestres
- Importantes formação de estrutura do solo e tem
ação amenizadora de stress nutricional
• Biomassa microbiana
- Controlam funções a decomposição e o acúmulo
de m.o ou transformações envolvendo os
nutrientes minerais;
- Microorganismos utilizam a fração disponível da
ç a sua q
qualidade.
m.o Sensíveis a mudanças
PARRON & BUSTAMANTE, (2002); TÓTOLA & CHAER, 2002; MELLONI, (2007)
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INDICADORES MICROBILÓGICOS
•
-
Métodos de análise
Fumigação e incubação;
g ç e extração;
ç
Fumigação
Determinação da respiração induzida pelo
Substrato.
• Não considera composição e estrutura
(BRESOLIN et al, 2002).
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• Diversidade microbiana
- Riqueza de microogarnismos = variedade de
espécies
p
e inter-relaçoes
ç
dos p
processos
biológicos que ocorrem;
Bactérias fungos,
fungos protozoários,
protozoários nematóides
nematóides,
- Bactérias,
minhocas e artrópodes;
- Normalmente avaliada a nível de espécie e
diversidade genética.
(TÓTOLA & CHAER, 2002) Departamento de Engenharia Florestal
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3. Análise Florística
INDICADORES
C O S DE RESTAURAÇÃO
S U Ç O
AMBIENTAL
Índices de Restauração
 Índice de Diversidade de Shannon
Shannon-Weaver
Weaver
(H’)
– Este índice é calculado com base no número de
indivíduos de cada espécie e no total de indivíduos
 Índice de Equabilidade
q
de Pielou ((J))
 Coeficiente de Mistura de Jentsch (QM)
– Fornece uma idéia geral da composição florística do
ambiente, pois, indica, em média, o número de
árvores de cada espécie que é encontrado no
povoamento.
t
 Índice de MacGuinnes (IGA)
– Estima o grau
g a de agregação
ag egação da espécie
 Índice de dinâmica da comunidade
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4 FAUNA
4.
Quanto maior a quantidade e a diversidade
da fauna, principalmente da avifauna, maior
seria
i o potencial
t
i l de
d auto
t recuperação
ã desta
d t
área.
As aves silvestres são reconhecidas como
as
melhores
bioindicadores
dos
ecossistemas terrestres, principalmente os
florestais.
PADOVEZI, (2005); ALMEIDA e ALMEIDA, (1998).
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Indicadores Faunísticos
• Presença de todo e qualquer animal
pode ser considerado indicativo de
qualidade ambiental
• Desproporção
– Indica desequilíbrio ambiental
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• Invertebrados
- Fáceis de serem avaliados;
- Métodos de avaliação identificação e contagem
dos indivíduos;
- Sobrevivência dependente da presença de
habitats específicos.
(DORAN t l 1996)
(DORAN et al., 1996).
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•
-
Insetos
Abundantes - Tolerantes
E é i sensíveis
Espécies
í i á alterações
lt
õ no meio
i
(SILVA, 2002).
Método de análise
Fonte: <methodosambiental.com.br>
Fonte: <googleusercontent.com>
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Laboratório de Conservação de Ecossistemas e Recuperação de
Áreas Degradadas
• Formigas
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• Cupins
p
nos p
processos de ciclagem
g
de
- Importante
nutrientes e
formação de solo;
- Efeito na estrutura física;
- Termiteiros abrigo a uma fauna e
distribuição de plantas.
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Indicadores
• Utilização
dos indicadoresFaunísticos
– Maioria dos estudos são feitos por comparação
• MC
C – insetos com larvas
l
aquáticas,
á
i
insetos
fitófagos,, mosquitos e libélulas
fitófagos
• Ambiente mais
Orthoptera
secos
–
Coleoptera
e
• Invertebrados
– Indicadores
ambientais
de
poluição
p
ç
ou
• Facilidade de coleta e baixo custo
• Grande diversidade
alterações
ç
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Indicadores Faunísticos
• Isopteras
– Tropicais e subtropicais
• Associados a ciclagem de nutriente
• Lepidoptera
– Indicativo
I di ti
d
de ambiente
bi t “limpo”
“li
” (sem
(
poluição)
l i ã )
• Abrange a maioria dos ambientes
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Indicadores Faunísticos
Consideraram-nos como bons indicadores, pois
geralmente são organismos que possuem ampla
distribuição geográfica e ao mesmo tempo são
abundantes em seus hábitats.
Pérez et al. (2001)
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• Ictiofauna
– Sensibilidade a mudanças ambientais
• Poluição
• Desmatamento
• Contaminação direta dos mananciais
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Indicadores Faunísticos
• Espécies-chave para o Cerrado
– Térmitas
• Devido às alterações que causam nas
características
do
solo,
na
grande
quantidade de inquilinos que vivem em suas
colônias, na importância de alimentos para
vertebrado etc.
vertebrado,
etc
– Formigas cortadeiras, saúvas e quem-quem
– Movimentam
Mo imentam uma
ma grande
g ande biomassa vegetal,
egetal
alteram as características locais do solo e
abrigam vários inquilinos em seus ninhos
(Brandão & Vanzolini 1985)
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Consideração
ç
Final
¾ Apesar de não ser recente, a discussão sobre o uso de
indicadores vem ganhando força e expõe a dificuldade
de se chegar a um consenso sobre quais parâmetros
são capazes de atestar o impactos.
¾ Na prática
p ática
9Muitos utilizam indicadores “empíricos”
9Presença de determinadas plantas,
plantas
insetos
insetos,
minhocas, etc
¾ No meio científico
9 Além desses parâmetros, figuram as interações e
funções ecológicas sobre esses indicadores de
restauração