Universidade Federal de Alfenas Bárbara Rosental de Carvalho Ferreira Comparação da estrutura de comunidade arbórea entre borda e interior de um fragmento de Mata Atlântica do Sul de Minas Gerais Alfenas-MG 2007 1 Bárbara Rosental de Carvalho Ferreira Comparação da estrutura de comunidade arbórea entre borda e interior de um fragmento de Mata Atlântica do Sul de Minas Gerais Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Licenciatura em Ciências Biológicas como requisito para conclusão do curso. Orientador: Ramos Alfenas-MG 2007 2 Prof. Dr. Flavio Nunes Bárbara Rosental de Carvalho Ferreira Comparação da estrutura de comunidade arbórea entre borda e interior de um fragmento de Mata Atlântica do Sul de Minas Gerais A Banca examinadora abaixo-assinada, aprova a tese apresentada como parte de requisitos para obtenção do título de graduação em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Alfenas. Aprovada em: Banca examinadora: ___________________________________ Prof. Dr. Flávio Nunes Ramos – Orientador ___________________________________ Prof. Dr. Marcelo Polo ___________________________________ Profa. Dra. Érica Hasui 3 SUMÁRIO Agradecimentos...................................................................................................1 Resumo................................................................................................................2 Abstract................................................................................................................3 Capitulo 1: Introdução geral e revisão da literatura.............................................4 Referencia bibliográfica.....................................................................................10 Capitulo 2: Comparação da estrutura de comunidade arbórea entre borda e interior de um fragmento de Mata Atlântica do Sul de Minas Gerais............................15 Referencia bibliográfica.....................................................................................22 4 AGRADECIMENTOS A toda minha família que sempre me apoiou, incentivou e esteve ao meu lado em todos os momentos, vivenciando comigo a dor e a delícia de todo esse processo. A Universidade Federal de Alfenas pela oportunidade oferecida. Ao Prof. Dr. Flavio Nunes Ramos, pela orientação, dedicação, conhecimentos transmitidos, compreensão e amizade. A toda equipe do Parque Estadual Nova Baden, Lambari/MG, por me receberem sempre com carinho e bom humor, em especial à Evânia pelo apoio. Ao Prof. Luiz Alberto Beijo pelas sugestões e auxílio nas análises estatísticas. A Maíra Taquiguthi Ribeiro e Flavio Antônio Mães dos Santos, pela simpatia e interesse em ajudar. Ao Prof. Fabio de Barros Silva pela ajuda nas referências bibliográficas. 1 RESUMO Comparado ao interior do fragmento florestal, a borda pode exprimir mudanças nas condições climáticas, como um aumento na temperatura, exposição solar e vento intenso. Essas mudanças podem causar diferenças na estrutura e densidade das árvores desses fragmentos remanescentes. O principal objetivo desse estudo foi verificar se existiam diferenças na estrutura arbórea entre borda e interior de um fragmento de Mata Atlântica do Sul de Minas Gerais. O presente trabalho foi realizado entre 2006 e 2007, no Parque Estadual Nova Baden (214,47 ha, 21º 56’ 35’’ S, 45º 19’ 02’’ W), Lambari. As medidas da estrutura da comunidade arbórea foram tomadas na borda e no interior do fragmento em 4 repetições, de 20 pontos quadrantes cada. Em cada quadrante, as árvores vivas mais próximas com PAP (perímetro a altura do peito) ≥ 9 cm tiveram suas alturas totais, altura do fuste, e PAP medidos, assim como distância até o ponto quadrante. Não houve diferença significativa entre borda e interior na área basal média, densidade, número de indivíduos perfilhados, diâmetro, altura e fuste. Porém, houve diferença significativa entre borda e interior, nas classes de distribuição das alturas e diâmetros médios. A borda apresentou mais indivíduos nas maiores classes de altura e diâmetro do que o interior. Já em relação às classes de distribuição de fuste não houve diferença significativa entre borda e interior. Provavelmente essa falta de diferença entre borda e interior, ao contrário do previsto, ocorreu devido pouco tempo de regeneração da comunidade do interior, pois essa área se tornou reserva a cerca de 30 anos. Palavras-chave: árvores, borda, estrutura, fitossociologia, fragmentação. 2 ABSTRACT Compared with the interior of forest fragmentation, the edge can state changes in the climatic conditions, as an increase in the temperature, solar exposition and intense wind. These changes can cause differences in the structure and density of the trees of these remaining fragments. The aim of this study was to compare the structure of the tree communities among edges and forest interior of a fragment of Atlantic forest in southestern Brazil. This Work was done between 2006 and 2007 in the State Park New Baden(214,47 ha, 21º 56’ 35’’ S, 45º 19’ 02’’ W), Lambari/MG. The measures of the structure of the community of shrubs will be taken in the edge and in the interior of fragment, through 4 repetitions of 20 points quadrants each, distributed in 4 transects of 5 points. The distance between the points will be of 10 meters. In each quadrant, the trees next with PAP (Perimeter the Height of the Chest) ≥ 9,0cm will have its total heights, height of shaft, and PAP measured, as well as distance until the point quadrant. There wasn’t significantly diference between edge and forest interior in the middle basal area, density, diameter, height and first branch height. However, there was significantly diference between edge and forest interior in the distribution class of the heights and middle diameter. The edge had more plants in the grester class of height and diameter than the interior. In the distribution class of first branch height there wasn’t significantly diference between edge and forest interior, probably because of a little time of regeneration of the community of the interior, because this area became reserve has only one 30 years. Key-Words: trees, edge, structure, phitossociology, fragmentation. 3 Capítulo 1 Introdução geral, revisão da literatura 4 A fitossociologia é um ramo da ecologia que procura estudar, compreender e descrever as associações das espécies entre si, na comunidade vegetal, e também as interações das espécies com o seu meio (RODRIGUES; GANDOLFI, 1998). Divide-se em fazer o levantamento das espécies e/ou os parâmetros estruturais das comunidades. Vários pesquisadores defendem a aplicação de seus resultados no planejamento das ações de gestão ambiental, como no manejo florestal e na recuperação de áreas degradadas. A fitossociologia nasceu no continente europeu (BRAUN-BLANQUET, 1966), onde foram desenvolvidos métodos para estudar, principalmente, os componentes herbáceos e arbustivos do sub-bosque, em pequenas áreas bem localizadas. Já nos Estados Unidos, os fitossociologistas desenvolveram técnicas de análise quantitativa da vegetação (MUELLER-DOMBOIS; ELLENBERG, 1974), enquanto na Europa a análise era qualitativa. De um modo amplo, os métodos de levantamento fitossociológicos podem classificar-se em três grupos: (a) o de parcelas múltiplas (diversas áreas de parcelas em vários locais), quando se estabelece na fitocenose (toda a vegetação existente num determinado espaço homogeneo) que se deseja estudar; (b) o da parcela única, que consiste em estabelecer uma única área de parcela, que se considera representativa de toda a fitocenose; (c) o sem parcelas ou de distância (chamado de ponto-quadrante), baseia-se em uma relação entre a densidade dos indivíduos por área e as distâncias entre eles, numa população de distribuição aleatória. Assim, medindo-se as distâncias entre os indivíduos, pode-se estimar sua densidade por área (DAUBENMIRE, 1968). A fitossociologia surgiu no Brasil com a aplicação do método de parcelas, utilizando as técnicas de análise de Braun-Blanquet (1966). Somente a partir de 1969 é que começaram a ser feitos levantamentos de composição florística e de estrutura fitossociológica de comunidades vegetais com emprego de um método de distâncias, o de quadrantes. Goodland foi quem introduziu o método de quadrantes no Brasil, para estudar cerrados no Triângulo Mineiro, utilizando 110 áreas. Estimou os parâmetros absolutos e relativos de densidade, freqüência e dominância, além de cobertura, fazendo também a análise florística dos locais estudados. (MARTINS, 1991) Os métodos sem parcela surgiram na fitossociologia em 1947, quando Cottam descreveu o método de pares ao acaso, para amostragem de árvores em florestas. 5 Ele estava interessado em saber sobre possíveis alterações na vegetação do sudoeste do Estado de Winsconsin, nos Estados Unidos, após o estabelecimento e aumento de populações humanas naquela área. (MARTINS, 1991). Nesse método abrem-se trilhas em trechos florestais e são marcados pontos de amostragem distribuídos na área de estudo. Em cada um dos pontos são amostradas as quatro árvores mais próximas, distribuídos na área de estudo. As principais vantagens desse método em relação aos outros citados são: (i) eliminação da influência da forma da parcela sobre os resultados; (ii) facilidade na locação dos pontos de amostragem, uma vez que seguem uma trilha determinada, (iii) maior área de amostragem, possibilitando um maior conhecimento da vegetação, (iv) maior consistência na comparação dos resultados obtidos em diferentes povoamentos do mesmo tipo de vegetação, (v) ganho de tempo no campo (MARTINS, 1993). O fato de otimizar o tempo do trabalho em campo tem grande peso na escolha desse método. No entanto, conforme o nível de agregação dos indivíduos da comunidade, o método pode acarretar um erro grande na estimativa de densidade e, consequentemente, na dominância da vegetação, tendendo as comunidades agregadas a apresentarem sub-estimativas da densidade. Esses métodos, tanto de parcela quanto de ponto quadrante, têm sido usados atualmente para fazer o levantamento das comunidades de plantas e avaliar os efeitos dos processos de modificação no padrão de uso e ocupação de terras e, em particular, à fragmentação de habitats nativos. Fragmentação Florestal Em um sentido amplo, a fragmentação é entendida como uma modificação da estrutura da paisagem onde há perda de habitat nativo, formação de fragmentos isolados e aumento das áreas de contato, as chamadas bordas, entre ambientes nativos e áreas de uso humano (METZGER, 2000). Quando a paisagem que circunda os fragmentos é inóspita para as espécies do habitat original e quando a dispersão dessas espécies é pequena, os fragmentos remanescentes podem ser considerados verdadeiras “ilhas de habitat” onde a comunidade local está isolada (PRESTON, 1962). Vários autores (WILCOVE; MCLELLAN; DOBSON, 1986; LAURANCE; BIERREGAARD, 1997b) indicaram que os estudos de fragmentação começaram após os trabalhos pioneiros de McArthur e Wilson sobre biogeografia de ilhas. Tal 6 teoria sugere que o número de espécies em uma ilha seria o balanço entre imigração e extinção, os quais seriam dependentes do tamanho e do isolamento das ilhas (WILLIAMSON, 1989). Com a crescente divulgação e preocupação com o desmatamento e a destruição de habitats em todos os continentes do globo terrestre no final dos anos 70 e começo dos 80, a teoria de biogeografia de ilhas de McArthur e Wilson passou a ser aplicada e transferida para fragmentos de habitat, devido a analogia dos habitats fragmentados com ilhas oceânicas, com o objetivo de tentar preservar espécies ameaçadas de extinção como conseqüência do desmatamento (WILCOVE; MCLELLAN; DOBSON, 1986). Os primeiros estudos sobre fragmentação de habitat, baseados na teoria do equilíbrio dinâmico da biogeografia de ilhas, tinham o objetivo de propor princípios gerais de delineamento de refúgios, como formato, tamanho, conectividade, com o intuito de reduzir a taxa de extinção nos refúgios isolados (SIMBERLOFF, 1988). Em meados dos anos 70 foram publicados alguns trabalhos baseados nessa teoria com sugestões de regras e critérios para a delimitação de refúgios, baseados na relação área-volume e na ligação dos fragmentos pequenos através de corredores. No Brasil, os primeiros estudos sobre fragmentação ocorreram na década de 1980 na Amazônia, através do Projeto do Tamanho Mínimo Crítico de Ecossistemas, atualmente conhecido por Projeto de Dinâmica Biológica de Fragmentos Florestais (PDBFF). Em 1979, o Fundo Mundial para Vida Selvagem (WWF) em conjunto com o Instituto Nacional de Pesquisa na Amazônia (INPA) implantaram o PDBFF, para investigar e tentar compreender os fatores que desencadeiam a perda de espécies em fragmentos florestais após seu isolamento (LOVEJOY et al., 1983; BIERREGAARD, et al, 1992). Esse projeto também coletou dados quantitativos e qualitativos de espécies vegetais e animais antes e depois da fragmentação (DEBINSKI; HOLT, 2000). Os estudos realizados no Brasil sobre fragmentação têm abordado: (1) as características dos fragmentos na paisagem, como tamanho, formato e posicionamento, com diversidade de plantas e animais e distribuição geográfica de fragmentos; (2) comparações de diferentes características entre fragmentos, como a diversidade e densidade antes e depois da fragmentação, estudos sobre a influência do tamanho do fragmento na germinação de sementes, dispersão e diversidade de animais e plantas; (3) comparações de diferentes características dentro de um 7 fragmento, como a diferença de habitats, comparando diversos aspectos de populações e comunidades de plantas e animais entre eles, como borda-interior, matriz-interior, tipos de matrizes, assim como diferenças de microclima (RAMOS; SANTOS, 2005). Bordas florestais estão se tornando mais abundante em muitas regiões do globo pela perda desse habitat devido às atividades humanas. A influência da borda tem sido o principal tópico de interesse em estudos no padrão de paisagem e processos relacionados com a criação de bordas e fragmentação durante as últimas décadas (HARPER et al, 2005). Segundo Murcia (1995), a formação de bordas florestais causa mudanças abióticas, bióticas diretas e mudanças bióticas indiretas. A primeira modificação ocasionada pela criação de uma borda é a mudança nas condições abióticas, ou seja, alterações no microclima nas áreas mais próximas a ela (BIERREGAARD et al, 1992, MURCIA, 1995). Comparada às florestas, pastagens e plantações permitem que maiores quantidades de radiação solar alcancem o solo durante o dia, e permitem maior reirradiação para a atmosfera à noite. Consequentemente, a temperatura nas pastagens e plantações tende a ter máximas mais altas e a apresentar amplas flutuações. O ambiente no interior da floresta, em contraste, é mais ameno e úmido do que a matriz (MURCIA, 1995). As mudanças microclimáticas na borda do fragmento podem estimular alterações bióticas direta, como por exemplo, mudanças na estrutura florestal da borda, uma vez que o crescimento, a mortalidade, a abundância e a distribuição das plantas nesse novo ambiente, podem ser afetados pelas mudanças abióticas (MURCIA, 1995). Por exemplo, desde a elevação da incidência de luz na borda o número de plantas pode aumentar, mas com baixa área basal (LAURENCE et al, 1998, OLIVEIRA; GRILLO; TABARELLI, 2004). Alterações em vários dos aspectos da história de vida de plantas e animais na borda dos fragmentos podem resultar em mudanças bióticas indiretas (MURCIA, 1995), como as interações entre espécies: herbivoria, polinização, predação e dispersão de sementes (SAUNDERS; HOBBS; MARGULES, 1991, AIZEN; FEINSINGER, 1994 b). Estudos sobre os efeitos da fragmentação em comunidades de árvores na Amazônia (MALCON, 1994, LAURANCE et al, 1998a, 1998c, MESQUITA; DELAMÔNICA; LAURANCE, 1999) indicam que fragmentos florestais são influenciados por efeitos de borda, podendo causar aceleração da dinâmica com aumento no recrutamento e mortalidade, mudança na estrutura com o aumento da 8 densidade e diminuição da biomassa e alteração da composição florística. Este conjunto de modificações pode alterar a distribuição, comportamento e sobrevivência de espécies de plantas (MURCIA, 1995; KAPOS et al, 1997; RIES et al, 2004), resultando na extinção local e regional de espécies de árvores (SAUNDERS et al, 1991; TILMAN, 1999; TABARELLI; GASCON, 2004) e no estabelecimento de assembléias de árvores empobrecidas nas bordas e nos pequenos fragmentos florestais (OLIVEIRA; GRILLO; TABARELLI, 2004). Alguns táxons vegetais podem, no entanto, ser favorecidos pela maior incidência de radiação solar, apresentando incremento nas taxas de crescimento e de recrutamento de plântulas (SIZER; TANNER, 1999) e árvores (LAURANCE et al, 1998b), principalmente pioneiras, além da proliferação de lianas (LAURANCE et al, 2000b). Laurence (2000) relatou que, na Amazônia, os efeitos de borda podem atingir de 400 metros a quilômetros dentro da mata. Dessa forma, quanto maior são os fragmentos, maiores serão as chances das porções interiores destes estarem protegidas dos efeitos de borda ( LAURANCE et al, 1998a; DIDHAM; LAWTON, 1999). Por sua vez, fragmentos pequenos apresentam uma maior proporção borda/área, podendo se tornar inteiramente habitats de borda, mais susceptíveis à colonização de plantas e animais provenientes das matrizes adjacentes (BIERREGAARD et al, 1992; GASCON et al, 1999, 2000, SILVA; TABARELLI, 2000). A intensidade e velocidade das alterações geradas pelo efeito de borda são influenciadas por fatores como tipo de vegetação, forma, tamanho ou idade do fragmento (WILLIAMS-LINERA, 1990; LAURANCE; BIERREGAARD, 1997; DIDHAM; LAWTON, 1999). Alguns estudos evidenciam que o tempo de fragmentação pode minimizar os impactos (WILLIAMS-LINERA, 1990; LAURANCE, 2000a), podendo estar relacionado ao tamponamento exercido pela vegetação secundária que se desenvolve na matriz (MESQUITA; DELAMÔNICA; LAURANCE, 1999) ou pela aclimatação da vegetação (DIDHAM; LAWTON, 1999). Estudos sobre a dinâmica e estrutura das comunidades arbóreas são utilizados com freqüência para verificar os impactos causados pelos efeitos de borda (CLARK; CLARK, 1984; OLIVEIRA–FILHO; MELLO; SCOLFORO, 1997; LAURANCE, 1998a ; NASCIMENTO et al, 1999; MESQUITA DELAMÔNICA; 9 HARPER et al, 2005), porém dados sobre a Mata Atlântica e seus padrões de regeneração ainda são escassos diante da importância desse bioma. A fragmentação, em florestas, pode sofrer mudanças primárias e secundárias. Mudanças primárias são resultados imediatos e diretos da criação de borda, incluem dano em árvores, maior dispersão de pólen e sementes, mudanças no ciclo de nutrientes e na decomposição. Estes processos ecológicos são os mecanismos responsáveis para respostas estruturais primárias como mudanças na estrutura da floresta (incluindo cobertura do dossel, densidade de árvore e área de folha). Estas mudanças conduzem a respostas secundárias, que são modificações dentro da estrutura da floresta (regeneração, crescimento, reprodução e mortalidade) e na composição de espécies (HARPER el al, 2005). A fitossociologia e a fragmentação no Brasil Existem muitos trabalhos publicados de fitossociologia no Brasil, em pesquisa ao “scielo”, com a palavra-chave “fitossociologia”, foram encontrados 46 trabalhos brasileiros, sendo 41 com método de parcela e apenas 6 com pontos quadrantes. Desses, 14 eram estudos sobre o cerrado, 10 na mata atlântica e 4 na Amazônia e 18 em outros ecossistemas. A maioria dos trabalhos (18) é na região Sudeste, 9 no Nordeste, 8 no Norte, 6 no Centro-Oeste e 5 no Sul. Todos trabalharam em fragmentos com estrutura e composição florística, sendo 4 com comparação de fragmentos, 1 com tamanho de fragmentos e nenhum com borda e interior. É necessário conhecer a flora e a estrutura comunitária da vegetação de um fragmento, para o desenvolvimento de modelos de conservação e manejo de áreas remanescentes e recuperação de áreas perturbadas ou degradadas (SALIS; TAMASHIRO; JOLY, 1994; RODRIGUES; ARAÚJO, 1997). Estudos que conjuguem levantamento de vegetação com interpretação ambiental podem auxiliar muito no entendimento dos mecanismos e processos ecológicos atuantes nesses sistemas, contribuindo para o planejamento do uso da terra e para uma política da conservação da natureza (OLIVEIRA; MARTINS, 1986). Ao lado de seu grande potencial de aplicação, levantamentos de composição florística e da estrutura comunitária da vegetação são de grande importância para o desenvolvimento da teoria ecológica e fitogeográfica, pois, além de gerarem informações sobre a distribuição geográfica das espécies, permitem que se amplie o conhecimento sobre a abundância das espécies em diferentes locais, fornecendo bases consistentes 10 para a criação de unidades de conservação. Portanto o principal objetivo desse estudo é verificar se existem diferenças na estrutura arbórea entre borda e interior de um fragmento de Mata Atlântica do Sul de Minas. O trabalho que será descrito no formato de artigo no próximo capítulo, por motivos óbvios de redução de espaço pelas revistas científicas, a introdução do artigo conterá apenas algumas informações mais gerais dessa revisão da literatura, o mínimo necessário para levar ao leitor um adequado entendimento dos objetivos de nosso trabalho. 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Devido principalmente ao desmatamento, à exploração de espécies arbóreas, à construção de rodovias e a um crescente processo de urbanização (DEAN, 2002), a Mata Atlântica está, hoje, reduzida a cerca de 7,6 % de sua cobertura florestal original (MORELLATO; HADDAD, 2000; MYERS et al., 2000) e sujeita a um intenso processo de fragmentação. A fragmentação florestal é a substituição de grandes áreas de floresta nativa por outros ecossistemas que ficam isolados em manchas florestais, com conseqüências para a biota da mesma (MURCIA, 1995). Frequentemente são encontrados como resultado da fragmentação: (1) redução da área florestal usada pelas espécies, (2) isolamento dos fragmentos florestais remanescentes, (3) aumento de bordas e suas implicações e (4) perda de habitat (PACIENCIA; PRADO, 2005). Esse é um fenômeno que ocorre devido à modificação no padrão de distribuição espacial dos habitats nativos por atividades mais rentáveis para o homem, como pastagens e plantações. A redução da área total coberta pela floresta devido à fragmentação florestal pode resultar na extinção de muitas espécies. As áreas de vegetação natural que restaram encontram-se geralmente próximas de áreas com perturbações antrópicas, estando sujeitas à tensão excessiva de agentes externos como fogo, inseticidas e espécies invasoras (JANSEN, 1986). O conjunto de alterações estruturais e funcionais na comunidade causadas pelo surgimento de bordas, nos fragmentos remanescentes, é chamado efeito de borda (HARRIS, 1984; BIERREGAARD, 1992; MURCIA, 1995; LAURANCE et al., 1997, 1998a, 2002), esse expõe os organismos que restam da fragmentação a diferentes condições do ecossistema circundante e é considerado como o principal impacto sobre fragmentos de florestas tropicais (LAURANCE et al, 2006). Efeito de borda é o resultado da interação entre dois ecossistemas adjacentes, quando os dois estão separados pela borda. Existem três tipos de efeito de borda no fragmento: (1) efeito abiótico, envolvendo mudanças das condições ambientais que resultam da proximidade da matriz; (2) efeito biológico direto, mudanças na abundância e distribuição das espécies, causada diretamente pelas condições abióticas próximas da borda e determinada pela tolerância fisiológica das espécies; e (3) efeito biológico indireto, que envolve mudanças nas 15 interações de espécies, como predação, competição, herbivoria, dispersão de sementes e polinização (MURCIA, 1995). Comparado ao interior do fragmento florestal, a borda pode apresentar mudanças nas condições climáticas, como um aumento na temperatura, exposição solar e vento intenso. Em contraste, o ambiente no interior da floresta é mais fresco, úmido e mais uniforme. Essas mudanças podem causar diferenças na estrutura e densidade das árvores desses fragmentos remanescentes. Além disso, podem produzir diferenças na composição e diversidade de plantas devido ao aumento da mortalidade, recrutamento, dano e queda de árvores (LAURENCE et al., 1998; OLIVEIRA; GRILLO; TABARELLI, 2004). Diversas espécies de árvores com tolerância à sombra, emergente e com sementes grandes são consideradas sensíveis à borda e sua abundância tende a diminuir em níveis locais e regionais. Em contraste, pequenas árvores pioneiras parecem beneficiar-se da fragmentação do habitat e sua abundância aumenta nos pequenos fragmentos ou em bordas. Então é esperado que comunidades de espécies arbóreas em pequenos fragmentos e bordas florestais irão se diferenciar daqueles com florestas contínuas em termos de abundância e riqueza, e composição ecológica e taxonômica (OLIVEIRA; GRILLO; TABARELLI, 2004; LAURENCE et al., 2006). O principal objetivo desse estudo foi verificar se existem diferenças na estrutura arbórea entre borda e interior de um fragmento de Mata Atlântica do Sul de Minas. As perguntas mais específicas desse estudo, e suas respectivas expectativas, são: (i) Existe diferença na estrutura de tamanho entre borda e interior? Segundo as proposições da literatura, é esperado que NA BORDA as árvores apresentem uma maior proporção de indivíduos nas classes de menor diâmetro e menor altura, pois nessas áreas as taxas de mortalidade e recrutamento seriam mais elevadas (LAURANCE et al, 1998a, 1998b) e, portanto, deve existir uma maior proporção de indivíduos nas referidas classes. Além disso, nesse ambiente haveria uma tendência de espécies de início de sucessão, que possuem geralmente menor tamanho e diâmetro, irem colonizando as bordas, substituindo as espécies de final de sucessão, que possuem maior diâmetro e altura. É esperado que em bordas e fragmentos pequenos a concentração de área basal seja mais acentuada do que no interior ou nos fragmentos grandes, pois nessas áreas um menor número de espécies tenderia a se tornar dominantes, uma vez que poucas espécies sobreviveriam em áreas reduzidas (LOVEJOY et al., 1986). (ii) Existe diferença na densidade de árvores entre borda e interior? A densidade de árvores pode diferir entre borda e interior devido à ocorrência de perturbações drásticas, que 16 provocaria alterações muito profundas, podendo resultar no aumento da densidade do extrato arbustivo em início de sucessão na borda, enquanto o extrato arbóreo em início de sucessão pode diminuir visto que pode haver maior mortalidade de indivíduos arbóreos (MURCIA, 1995) e maior quantidade de trepadeiras na borda. (iii) Existe diferença na relação alométrica fuste/altura entre árvores localizadas na borda e no interior? A estrutura arbórea pode ser afetada pela disponibilidade de luz e espaço, que determinam a forma da planta (HOLBROOK; PUTZ, 1989; KOHYAMA; HOTTA, 1990; MOURELLE; KELLMAN; KWON, 2001). A arquitetura da planta é o resultado da compensação entre o crescimento vertical para alcançar melhores condições de luz e espaço e o crescimento horizontal necessário para suportar o próprio peso e permita assimilação eficiente de energia (KING, 1990; HENRY; AAERSSEN, 1999). Portanto, a alometria da planta é relatada pelas condições imediatas do meio ambiente e pode ser alterada pela fragmentação e criação de borda. O fuste na borda pode ser menor por dois motivos (i) por ter mais luz a árvore ramifica mais cedo e mais baixa do que as do interior e (ii) como é um ambiente com maior queda de árvores e galhos, as árvores da borda podem sofrer mais dano na gema apical fazendo com que a planta se ramifique mais cedo. MATERIAIS E MÉTODOS Área de estudo O presente trabalho foi realizado no Parque Estadual Nova Baden (214,47 ha, 21º 56’ 35’’ S, 45º 19’ 02’’ W), sul de Minas Gerais, fazendo limite com a Reserva Biológica de Santa Clara (município de Cambuquira) e com áreas agropastoris. O fragmento é circundado principalmente por uma matriz de pastagem. O relevo é montanhoso e possui altitudes que variam entre 900 m e 1300 m. O total pluviométrico anual é da ordem de 1.500 mm e a temperatura média de 18°C. As temperaturas mínimas e máximas médias mensais possuem variação de 14°C. A umidade relativa do ar oscila entre os 75% e 180%, e o número de dias de chuva é superior a 180 dias, com geadas ocasionais. O fragmento se tornou uma reserva em 1974, está a pouco mais de 30 anos se regenerando, antes disso era uma fazenda. Desenho Experimental As medidas da estrutura da comunidade arbórea foram tomadas na borda e no interior do fragmento através de 4 repetições, distantes 250 m entre elas, de 20 pontos quadrantes cada, distribuídos em 4 transectos de 5 pontos, sendo 10 metros a distância entre os pontos. 17 Em cada quadrante, as árvores vivas mais próximas com PAP (perímetro a altura do peito) ≥ 9 cm (DAP ≥ 3 cm) tiveram suas alturas totais, altura do fuste, e PAP medidos, assim como distância até o ponto quadrante. Até 50 m da matriz foi considerado borda e o interior mais que 200 m de qualquer borda. A estrutura da comunidade arbórea de cada fragmento foi caracterizada em termos de densidade e área basal. O diâmetro (D) foi usado para calcular a área basal (AB) = π (0,5*D)2. No entanto, o diâmetro das árvores com troncos múltiplos (perfilhados) foi calculado a partir da soma da área basal de cada tronco com as formulas AB=P2(4π)-1 e D=2(ΣAB*π)0,5. Para calcular a densidade total foi utilizada a seguinte formula (DT)= Unidade de área (geralmente o ha, ou seja, 10.000 m2)/Área média, onde área média (M2) é calculada a partir da distância média: N M= ∑ DC i =1 i N Sendo DC a distância ponto-árvore (corrigida), independentemente da espécie, medida em metros. A correção dessa distância é obtida somando-se a cada distância ponto-árvore, o raio da árvore correspondente. N = Número total de indivíduos na amostra. Elevando M ao quadrado teremos M2 que é igual à Área média ocupada por um indivíduo na floresta, independentemente da espécie. Foi medida a abertura do dossel em cada ponto de cada repetição, totalizando 160 medidas (50% em cada ambiente), por meio de um espelho quadriculado. Comparamos a heterogeneidade da abertura do dossel, altura, diâmetro e fuste dentro das repetições e entre os ambientes (borda e interior) por gráficos de Box-Plot. Análises estatísticas A comparação da proporção de indivíduos entre classes de diâmetro, fuste e altura foram feitos através do teste de qui-quadrado. A área basal, diâmetro, altura, fuste e a densidade de árvores foram comparados entre bordas e interior pelo teste t, após os testes para normalidade e homoscedasticidade As árvores serão divididas em três classes baseadas na taxa de sua primeira ramificação pela altura total da árvore: Classe I – plantas com a primeira ramificação a 1/3 da altura total; Classe II – plantas com a primeira ramificação >1/3 e <2/3 da altura total; e Classe III – plantas com a primeira ramificação >2/3 da altura total. A proporção de plantas em cada classe relativo ao numero total de plantas amostradas em cada ambiente será comparada pelo teste de qui-quadrado (χ2) (ZAR, 1996). 18 RESULTADOS Foram medidas 640 plantas, 50% em cada ambiente (borda e interior). Na área como um todo, as árvores amostradas apresentaram altura mínimas, máximas e médias de 1,4, 30 e 9,4 (±4,9) m, respectivamente. Apresentaram fustes mínimos, máximos e médios de 10, 30 e 6,4 (±4,8) m, assim como diâmetros mínimos, máximos e médios de 2,9, 127,4 e 14,3 (±17,2) cm. Os indivíduos apresentaram área basal média de 391,6 (±12,1) m e total de 2506,3 m e densidade média de 1652,0 (±360,3) ind./ha e total de 3205,5 ind./ha, respectivamente. Cerca de 9% dos indivíduos amostrados eram perfilhados (Tabela 1). Não houve diferença significativa entre borda e interior na abertura do dossel (T105=1,0; p= 0,30, Figura 1), no número de indivíduos perfilhados (T4= 1,2, p= 0,30), área basal média (T625= 0,8, p= 0,43) e na densidade média (T5= 0,8, p= 0,46). Assim como na altura (T608= 1,40, p= 0,17, Figura 2), no fuste (T477= 0,14, p= 0,89, Figura 3) e no diâmetro (T608= 1,9 p= 0,06, Figura 4). Houve uma grande heterogeneidade interna de cada ambiente em relação à abertura de dossel (Figura 5), altura (Figura 6), fuste (Figura 7) e diâmetro (Figura 8) das plantas. Ou seja, esses parâmetros variam muito entre as repetições de borda e as do interior. Houve diferença significativa entre borda e interior, nas classes de distribuição das alturas média (χ25 =13,5, p=0,02) e diâmetros (χ26 =21,34, p=0,002) médios. A borda apresentou mais indivíduos nas classes de maior altura do que o interior, este, de maneira geral, teve menos indivíduos nas classes de menor altura (Figura 9). O contrário foi encontrado para o diâmetro, onde o interior apresentou maior número de indivíduos nas menores classes, enquanto a borda apresentou maior número de indivíduos nas maiores classes (Figura 10). Já em relação às classes de distribuição de fuste (χ24 =1,37, p= 0,85) (Figura 11) e a relação alométrica entre altura e fuste (χ22 =1,2, p= 0,55), não houve diferença significativa entre borda e interior (Figura 12 e 13). DISCUSSÃO De modo geral nossos resultados indicaram que a estrutura da comunidade de árvores não diferiu entre a borda e o interior, pois não apresentaram variação significativa nos vários aspectos estruturais entre eles. Em vários trabalhos realizados em remanescentes de floresta estacional semidecídua do estado de São Paulo que adotaram DAP ≥ 10 cm a densidade de indivíduos variou de 19 624,4 a 793,2 ind/ha (CAVASSAN; CESAR; MARTINS, 1984; MATTHES; LEITÃO FILHO; MARTINS, 1988; BERTONI et al. 1988; BAITELLO et al. 1992). No trabalho de Battilani et al que amostrou indivíduos com DAP ≥ 3,8cm, a densidade total foi de 743,44 ind/ha e área basal de 21,32m2/há. Apesar de comparar com outra metodologia (de parcelas), temos mais que o dobro da densidade, podendo este ser um indicativo de que o local está em processo de regeneração, com árvores em início de sucessão. Em um estudo realizado em fragmento e floresta contínua da Amazônia (LAURANCE et al, 2006) depois de 13-17 anos após a fragmentação árvores sucessionais triplicaram e constituíam mais de um quarto de todas as árvores em muitas parcelas. No estudo de Metzger; Goldemberg; Bernacci (1998), que amostrou oito fragmentos de floresta estacional semidecídua na região do Rio Jacaré Pepira e adotou DAP ≥ 3 cm a densidade variou de 2040 a 5479 ind/ha. No presente trabalho, amostrando árvores também com um DAP ≥ 3 cm, a densidade média foi pouco abaixo da encontrada no estudo de Metzger; Goldemberg; Bernacci (1998) (estando, assim, de acordo com a literatura), sendo uma consequência da fragmentação, que favorece o crescimento rápido de árvores em estágio sucessional. De acordo com o encontrado por Cadotte et al. (2002) e Chittibabu; Parthasarathy (2000), a densidade, assim como a diversidade, diminui com a intensidade das perturbações. É possível que a diminuição da densidade ocorra em resposta a perturbações mais intensas e/ou recentes. A ocorrência de perturbações muito drásticas provocaria alterações muito profundas, que impediriam o aumento da regeneração em resposta. Fatores de perturbação de diferentes intensidades e amplitudes fatalmente produzirão efeitos diferentes sobre as comunidades (BURSLEM; WHITMORE, 1999). Baixos valores de área basal também têm sido associados à ocorrência de perturbações (SILVA; NASCIMENTO, 2001). Entretanto, comparado a outros estudos de floresta estacional semidecídua que adotaram DAP ≥ 10 cm, nenhum dos valores obtidos aqui (média: 391,6m e total:2506,3m) pode ser considerado baixo ou abaixo da variação encontrada para esse ecossistema. Bertoni et al. (1988) encontraram 18,28m2/ha, Cavassan; Cesar; Martins (1984), 24,96 m2/ha e Baitello et al. (1992), 47,86 m2/ha. Porém, para Willians-Linera (2002), parâmetros como área basal e densidade variam muito em florestas neotropicais e por isso não seriam bons indicadores de perturbação. Segundo a autora, a densidade de árvores (DAP ≥ 5 cm) em tais florestas pode variar entre 500 a mais de 1000 ind/ha. Em remanescentes florestais do interior do estado de São Paulo, a densidade variou entre 968 e 2577ind/ha em trabalhos que adotaram DAP ≥ 5cm (PINTO, 1989; MARTINS, 1991; CATHARINO, 1989; BERNACCI, 1992; DURINGAN et al. 2000; 20 CIELO FILHO; SANTIN, 2002). As variações observadas entre tais estudos corroboram a observação de Willians-Linera (2002) e assim devemos ter cautela quando tentamos associar variações na densidade ou área basal a quaisquer aspectos bióticos ou abióticos. Dessa forma, a variação observada na densidade entre os ambientes estudados pode estar associada a outros fatores, além da área total e ocorrência de perturbações. Assim como a proporção de indivíduos nas várias classes de diâmetro, houve grande variação entre os ambientes quanto à proporção de indivíduos em cada classe de altura. Para Montagnini; Jordan (2002), fatores edáficos, como ausência ou excesso de alguns nutrientes no solo, podem limitar o crescimento das plantas e dessa forma influenciar na altura máxima que os indivíduos atingiriam em determinadas áreas. Além disso, Basnet (1992) e Bellinghan; Tanner (2000) observaram que a proporção de árvores grandes era maior em trechos de mata menos acidentados. Porém o mais provável na área de estudo é que as espécies exóticas plantadas anteriormente à reserva (Eucaliptos e Araucárias) foram as responsáveis pela diferença encontrada entre bordas e interiores. As alturas médias da Araucária e do Eucalipto são 20,1 (±4,8) e 23,3 (±4,9) m, respectivamente e os diâmetros médios são 57,0 (±17,0) e 61,5 (±28,3) cm, respectivamente. Sendo assim, eles são mais de duas vezes maiores do que a altura média das árvores nativas. E os diâmetros dessas espécies exóticas são cerca de quatro vezes maiores do que os diâmetros médios das árvores nativas. Durante nosso estudo não verificamos diferenças na abertura do dossel, entre borda e interior, assim como Ramos; Santos (2005). Esses autores justificam que essa falta de diferença pode ter ocorrido devido à grande variação desse parâmetro dentro de cada ambiente. Essa heterogeneidade interna pode ser um forte determinante da estrutura da comunidade, o que pode indicar que os habitats têm histórias diferentes. Por exemplo, as bordas podem sofrer influência de matrizes distintas e diferir na idade de sua formação. Além disso, o dossel da floresta pode sofrer variação dependendo da composição das espécies decíduas, altura das plantas, densidade e grossuras de folhas. Não houve diferença significativa entre os ambientes na variação da altura da primeira ramificação das plantas da borda. A arquitetura da primeira ramificação é afetada pelas condições climáticas e consequentemente determina a vantagem competitiva das plantas em aspectos como captura de luz, e suporte mecânico de resistência ao vento (FARNSWORTH; NIKLAS, 1995). É esperado que na borda exista maior contato com atividades humanas como corte e caça, o que pode causar quebra de galhos e desse modo influenciar a forma das plantas nesses habitats. Além disso, a variação na altura da primeira ramificação pode ser relacionada com as diferentes histórias das plantas no habitat, com algumas plantas de ramificação 21 anterior às condições ambientais atuais e outras plantas com ramificação depois da fragmentação, que pode levar a quebra da gema apical, dano e quebra de árvores. Muitos estudos de fragmentação florestal indicam que os habitats de borda e pequenos fragmentos têm uma menor altura de dossel, maior densidade de árvores e proporção de pequenas árvores do que no interior dos fragmentos, grandes fragmentos ou florestas contínuas (OLIVEIRA-FILHO; MELLO; SCOLFORO, 1997; METZGER; BERNACCI; GOLDENBERG, 1997; HARPER et al., 2005). No entanto, esses resultados não podem ser padronizados uma vez que a comunidade de árvores em bordas em diferentes estudos têm mostrado diversas respostas à variedade de parâmetros estudados (CHEN; FRANKLIN; SPIES, 1992; MURCIA 1995; RODRIGUES; NASCIMENTO 2006). A importância de outros fatores na estrutura da comunidade têm sido mencionada na literatura, com ênfase particular na idade e tipo de borda, e na história da perturbação da floresta (SAUNDERS; HOBBS; MARGULES, 1991; MURCIA, 1995; METZGER; GOLDEMBERG; BERNACCI, 1998; DIDHAM; LAWTON, 1999). A heterogeneidade provavelmente reflete a variação da estrutura florestal (diâmetro e altura das árvores) (Ribeiro et al., unpublished data), no número de espécies de árvores deciduas e na presença de pequenas clareiras. Portanto, podemos concluir que a falta de diferença, entre borda e interior, na maioria dos parâmetros estruturais, no local estudado, provavelmente ocorreu devido ao pouco tempo de regeneração da comunidade do interior, pois essa área se tornou reserva há apenas uns 30 anos e pela grande heterogeneidade interna de cada ambiente. BIBLIOGRAFIA BAITELLO, J. B. et al. Florística e fitossociologia do estrato arbóreo de um trecho da serra da Cantareira (Núcleo Pinheirinho) – SP. 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Total Borda Interior 57 (8,9%) 22 (38,6%) A 37 (61,4%) A Número de perfilados 2506,3 1374,5 1131,6 Área Basal total (m) 391,6 (±12,1) 429,5 (±12,9) A 353,6 (±11,2) A Área Basal média (m) 3205,5 7028,3 6187,7 Densidade total (ind/ha) 1652,0 (±360,3) 1757,1 (±452,5) A 1546,9 (±262,0) A Densidade média (ind/ha) 9,4 (±4,9) 9,7(± 5,4) A 9,2 (± 4,3) A Altura (m) 6,4 (±4,8) 6,4 (± 4,7) A 6,4 (± 4,9) A Fuste (m) 14,3(±17,2) 15,6 (± 17,5) A 13,0 (± 16,8) A Diâmetro (cm) 70 60 DOSSEL 50 40 30 20 10 0 Borda Interior AMBIENTE Figura 1: Distribuição dos valores de abertura do dossel dos indivíduos arbóreos nos ambientes. As linhas representam os valores máximos e mínimos. O limite inferior e superior da caixa compreendem 50% dos dados. A linha central da caixa representa a mediana. Na região da mediana a caixa se afunila e a amplitude desse afunilamento representa o intervalo de confiança de 95% (superior e inferior). Asteriscos são valores extremos e círculos são valores muito extremos (“outliers”). 26 35 30 ALTURA 25 20 15 10 5 0 Borda Interior AMBIENTE Figura 2: Distribuição de altura dos indivíduos arbóreos nos ambientes. Ver figura 1 para legenda das características dos Box-Plot. 40 FUSTE 30 20 10 0 Borda Interior AMBIENTE Figura 3: Distribuição do fuste dos indivíduos arbóreos nos ambientes.Ver figura 1 para legenda das características dos Box-Plot. . 27 DIAMETRO 150 100 50 0 Borda Interior AMBIENTE Figura 4: Distribuição do diâmetro dos indivíduos arbóreos nos ambientes. Ver figura 1 para legenda das características dos Box-Plot. . 70 60 DOSSEL 50 40 30 20 10 0 b2 b3 b4 i2 i3 REPETICAO i4 Figura 5: Distribuição dos valores de abertura do dossel dos indivíduos arbóreos nos ambientes. Ver figura 1 para legenda das características dos Box-Plot. 28 35 30 ALTURA 25 20 15 10 5 0 B1B2 B3 B4 I1 I2 I3 I4 REPETICAO Figura 6: Distribuição de altura dos indivíduos arbóreos nas repetições estudadas. Ver figura 1 para legenda das características dos Box-Plot. DIAMETRO 150 100 50 0 B1B2B3B4 I1 I2 I3 I4 REPETICAO Figura 7: Distribuição do diâmetro dos indivíduos arbóreos nas repetições estudadas. Ver figura 1 para legenda das características dos Box-Plot. 29 40 FUSTE 30 20 10 0 B1B2 B3 B4 I1 I2 I3 I4 REPETICAO Número de indivíduos Figura 8: Distribuição do fuste dos indivíduos arbóreos nas repetições estudadas. Ver figura 1 para legenda das características dos Box-Plot. 50 40 30 Borda 20 Interior 10 0 1-6 6-10 10-15 15-20 20-25 25-30 Classes de Altura (m) Figura 9: Distribuição do número de indivíduos da comunidade arbórea de borda e interior entre as classes de altura. 30 Número de indivíduos 50 40 30 Borda Interior 20 10 0 2,9-6 6-9 9-12 12-15 15-18 18-20 >20 Classes de Diâmetro (cm) Figura 10: Distribuição do número de indivíduos da comunidade arbórea de borda e interior entre as classes de diâmetro. Número de indivíduos 50 40 30 Borda Interior 20 10 0 0-2 2-4 4-6 6-8 >8 Classes de Fuste (m) Figura 11: Distribuição do número de indivíduos da comunidade arbórea da borda e interior entre as classes de fuste. 31 Borda Altura do fuste (m) 30 25 20 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 30 Altura total (m ) Figura 12: Distribuição da relação fuste e altura entre os indivíduos da comunidade arbórea na borda. Interior Altura do fuste (m) 30 25 20 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 30 Altura total (m ) Figura 13: Distribuição da relação fuste e altura entre os indivíduos da comunidade arbórea no interior. 32 ANEXO Revista Árvore Forma e preparação de manuscritos O Artigo deverá apresentar as seguintes características: espaço 1,5; papel A4 (210 x 297 mm), com margens superior, inferior, esquerda e direita de 2,5 cm; fonte Times New Roman 12; e conter no máximo 16 laudas, incluindo quadros e figuras. Artigos com mais de 16 laudas terão os custos adicionais cobertos pelo(s) autor(es), na base de R$40,00/página. Na primeira página deverá conter o título do trabalho, o resumo eas Palavras-Chaves. Nos artigos em português, os títulos de quadros e figuras deverão ser escritos também em inglês; e artigos em espanhol e em inglês, os títulos de quadros e figuras deverão ser escritos também em português. Os quadros e as figuras deverão ser numerados com algarismos arábicos consecutivos, indicados no texto e anexados no final do artigo. Os títulos das figuras deverão aparecer na sua parte inferior antecedidos da palavra Figura mais o seu número de ordem. Os títulos dos quadros deverão aparecer na parte superior e antecedidos da palavra Quadro seguida do seu número de ordem. Na figura, a fonte (Fonte:) vem sobre a legenda, à direta e sem ponto-final; no quadro, na parte inferior e com ponto-final. As figuras deverão estar exclusivamente em tons de cinza e, no caso de coloridas, será cobrada a importância de R$100,00/página. O artigo em PORTUGUÊS deverá seguir a seguinte seqüência: TÍTULO em português, RESUMO (seguido de Palavras-chave), TÍTULO DO ARTIGO em inglês, ABSTRACT (seguido de key words); 1. INTRODUÇÃO (incluindo revisão de literatura); 2. MATERIAL E MÉTODOS; 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO; 4. CONCLUSÃO (se a lista de conclusões for relativamente curta, a ponto de dispensar um capítulo específico, ela poderá finalizar o capítulo anterior); 5. AGRADECIMENTOS (se for o caso); e 6. REFERÊNCIAS, alinhadas à esquerda. No texto, a citação de referências bibliográficas deverá ser feita da seguinte forma: colocar o sobrenome do autor citado com apenas a primeira letra maiúscula, seguido do ano entre parênteses, quando o autor fizer parte do texto. Quando o autor não fizer parte do texto, colocar, entre parênteses, o sobrenome, em maiúsculas, seguido do ano separado por vírgula. As referências bibliográficas utilizadas deverão ser preferencialmente de periódicos nacionais ou internacionais de níveis A/B do Qualis. A Revista Árvore adota as normas vigentes da ABNT 2002 – NBR 6023. Disponível em: www.revistaarvore.ufv.br 33