Tipos funcionais em vegetação campestre: efeitos de pastejo e adubação nitrogenada

Este estudo objetiva identificar na vegetação campestre, descrita por espécies e tipos funcionais de planta (TFs), respostas a diferentes intensidades de pastejo e níveis de adubação nitrogenada. O experimento, conduzido em Eldorado do Sul, RS, Brasil, avaliou efeitos de adubação nitrogenada (0, 30, 100, 170 e 200 kg N/ha) e de oferta de forragem (4,0; 5,5; 9,0; 12,5 e 14,0 kg de matéria seca de forragem verde por 100 kg de peso vivo de bovinos por dia). As 14 parcelas experimentais foram pastejadas em ciclo de pastejo de 3 dias com 35 dias de intervalo. O levantamento da vegetação, usando quadros de 0,25m2, foi realizado em dois períodos: Na primavera (novembro de 1999) e no verão (janeiro de 2000), foram descritos três quadros e dois quadros por parcela, respectivamente. A descrição da estrutura da vegetação envolveu a identificação de todas as espécies presentes em cada quadro e estimativa de sua abundância-cobertura. Cada espécie identificada no quadro foi então descrita considerando 21 atributos macromorfológicos qualitativos e quantitativos. A análise dos dados, através do aplicativo SYNCSA, objetivou encontrar um subconjunto ótimo de atributos de forma a maximizar a congruência ρ(D;∆), que é uma medida de correlação matricial entre a variação da vegetação (matriz de distâncias D) e do fator considerado (matriz ∆). Na análise, foram consideradas diferentes seqüências de transformação dos dados e escalas de observação. TFs foram identificados como sendo populações de plantas idênticas quanto aos atributos do subconjunto ótimo. A congruência máxima para o fator adubação nitrogenada foi de 0,66 quando os quadros em cada parcela experimental foram agregados e a vegetação foi descrita por TFs definidos pelos seguintes atributos: formato da lâmina, altura da biomassa, persistência, propagação vegetativa, largura da lâmina e resistência da lâmina à tração. Para o fator oferta de forragem, a congruência máxima foi de 0,57, com os quadros também agregados, e os TFs definidos por comprimento da lâmina, altura da biomassa, formato da lâmina, comprimento da bainha, resistência da lâmina a tração, largura da lâmina, tipo de tecido dos caules aéreos e indumento da lâmina. A análise de ordenação permitiu a identificação de TFs que apresentaram respostas, em termos de abundância-cobertura, mais evidentes para cada fator. A composição da vegetação, descrita pelos TFs definidos pelo subconjunto ótimo de atributos, foi comparada entre níveis de cada fator, por análise de variância multivariada com testes de aleatorização. Foram detectadas diferenças significativas para o efeito de adubação nitrogenada (P = 0,025), sendo significativos (α = 0,05) os contrastes entre 0 e 170, 0 e 200, e 30 e 200 kg N/ha. Também foram detectadas diferenças significativas para o efeito de oferta de forragem (P = 0,002), sendo significativos (α = 0,05) os contrastes entre 4,0 e 12,5; 5,5 e 12,5; 4,0 e 9,0 % PV. Não foram significativas as diferenças entre tratamentos, para os dois fatores, quando a composição da vegetação foi descrita por espécies. Conclui-se que os atributos que são ótimos para definição de TFs para um dado fator não necessariamente o serão para outro fator, provavelmente não existindo, portanto, uma classificação de plantas em TFs que seja ótima para qualquer fator ambiental considerado.

Reconstrução da dinâmica de curta duração em vegetação campestre sob pastejo, com base em tipo funcionais

Comunidades campestres foram descritas por Tipos Funcionais de Plantas (TFs). Utilizou-se um método politético de identificação de atributos macromorfológicos da vegetação e TFs com máxima correlação com as variáveis ambientais consideradas. Avaliaram-se os padrões de resposta da vegetação à herbivoria por rebanho bovino (Tipos Funcionais de Resposta: TFRs), e o efeito da estrutura das comunidades de TFs no processo seletivo do pastejo (Tipos Funcionais de Efeito: TFEs), bem como o grau de sobreposição dos tipos identificados. A alternância entre condições de exposição ao distúrbio ou exclusão do mesmo permitiu observar variações em padrões espaciais e temporais da composição da vegetação assim descrita. Buscou-se a reconstrução de uma série temporal única através de um método determinístico baseado na sobreposição espaço-temporal desses padrões. O experimento foi realizado num período de nove meses, tendo sido a estrutura da vegetação avaliada em função de dois períodos de pastejo. Observou-se uma diferença mais nítida na composição de TFRs entre as comunidades protegidas do pastejo e aquelas mais freqüentemente pastejadas. Comunidades protegidas apresentaram TFRs de maior porte, biomassa uniformemente distribuída e maiores proporções de caules lignificados, enquanto que uma tendência mais nítida em direção a uma concentração de biomassa aérea próxima do solo foi verificada com o aumento da frequência do distúrbio. A relação com um índice de intensidade de desfolha indicou a preferência por TFEs com pouca proporção de lâminas foliares senescentes, porte intermediário, e uma mínima proporção de biomassa aérea alocada a caules lignificados. Embora tenha sido verificada uma correspondência entre os atributos que descreveram os TFRs e TFEs, a correlação obtida entre as duas abordagens mostrou-se pouco satisfatória A série temporal obtida pelo método determinístico não apresentou padrões estáveis, possivelmente devido ao número insuficiente de séries parciais observadas, bem como ao curto período de avaliação das mesmas.

Composição e estrutura do componente arbóreo/arbustivo da floresta ciliar do arroio da Brigadeira, no Parque Municipal Fazenda Guajuviras, Canoas/RS

As florestas ciliares são formações vegetais extremamente importantes em termos ecológicos, principalmente para a manutenção da qualidade dos cursos d’água. Porém, apesar de serem protegidas por lei, elas vêm sendo erradicadas, principalmente em áreas urbanas. Desta forma, estudos detalhados sobre a composição florística e a ecologia dos remanescentes dessas florestas são fundamentais para embasar qualquer iniciativa de proteger e restaurar essas formações vegetais. Com o objetivo de avaliar a estrutura, o estado de preservação da floresta ciliar e fornecer subsídios para as adequadas ações de manejo na restauração dessa formação, foi realizado um levantamento florístico e fitossociológico da vegetação arbóreo/arbustiva do Arroio da Brigadeira na cidade de Canoas/RS, numa área remanescente dentro do Parque Municipal Fazenda Guajuviras. Para a caracterização da composição do estrato arbóreo dominante da floresta e categorias sucessionais, a vegetação lenhosa foi separada em três componentes: regenerante (0,20m ≤ h < 1m); arbóreo-arbustivo (1m ≥ h e DAP < 5cm); arbóreo (DAP ≥ 5cm). O delineamento amostral foi de 20 parcelas para todos os componentes, sendo as dimensões de 4m², 25m² e de 100m² para cada parcela, respectivamente para o primeiro, segundo e terceiro componente. A estrutura da vegetação foi verificada através da distribuição horizontal e vertical dos seus indivíduos. A estimativa da regeneração natural baseou-se nos valores relativos de freqüência e densidade de cada espécie em três classes de altura. A organização das comunidades vegetais foi analisada por análise de agrupamentos através do programa MULVA 5. Na composição florística encontraram-se 56 espécies distribuídas em 27 famílias botânicas. As espécies com maiores valores de regeneração natural total (RNT), responsáveis por mais de 50%, foram: Myrcia multiflora (Lam.) DC. (22,03%), Eugenia hyemalis Cambess. (14,04%), Daphnopsis racemosa Griseb. (10,60%) e Ocotea pulchella Mart. (10,16%). O alto potencial de regeneração natural, com abundância de espécies típicas de sub-bosque, ressalta a importância do estudo dos componentes dos estratos inferiores da floresta para o conhecimento da dinâmica florestal. No componente arbóreo constatou-se a densidade total por área (DTA) de 2120 ± 617 indivíduos.ha-1. O Índice de Diversidade de Shannon foi de 2,80. O DAP médio foi de 10,45 ± 5,65cm. As espécies com maior valor de importância (VI) foram Eugenia hyemalis Cambess. (44,09), Prunus myrtifolia Urb. (34,51), Myrsine coriacea (Sw.) R.Br. (30,12) e Mimosa bimucronata (DC.) Kuntze (29,68). Os exemplares mortos apresentaram alta DTA, 280 ± 204,17 indivíduos.ha-1, possivelmente em decorrência da competição por espaço a ser ocupado. Pelos resultados obtidos, é possível afirmar que a floresta está em processo de regeneração, no estádio secundário inicial, e que existem agrupamentos vegetais. Conclui-se que o processo de restauração da floresta ciliar pode darse de forma natural, desde que seja garantido o isolamento de fatores desestabilizadores, preservando os processos naturais de estruturação das comunidades vegetais e interações bióticas.

Caracterização de unidades de manejo (biótopos) na futura unidade de conservação ambiental da UFRGS, Porto Alegre, RS : uma contribuição com bases na ecologia de paisagem

Para a caracterização dos biótopos naturais da futura Unidade de Conservação (UC) do Morro Santana (Porto Alegre, RS) foi realizado o macrozoneamento da área de estudo utilizando-se a cobertura com fitofisionomias campestres e florestais nativas e as variáveis do meio físico: declividade, altitude e exposição solar. Em quatro macrozonas campestres e em nove florestais, foram realizados estudos fitossociológicos e estatísticos para definir as unidades e sub-unidades vegetais presentes e a relação destas com a variável distância aos cursos d’água, caracterizando assim os onze biótopos naturais da área de estudo. Os tipos naturais de uso e cobertura do solo ocupam 51,6% da área do morro e as categorias de uso antrópico cobrem 48,4%. As formações de campo nativo do Morro Santana foram caracterizadas a partir da estrutura da vegetação dominante fisionomicamente, por duas unidades e quatro sub-unidades de vegetação, sendo que a unidade Aristida filifolia - Axonopus sp1 obteve a maior freqüência e densidade, não ocorrendo em apenas uma macrozona. A unidade de vegetação Guapira opposita - Casearia sylvestris ocorreu em todas as macrozonas arbóreas amostradas e caracteriza a estrutura da vegetação dominante fisionomicamente, nestas formações O método seguiu o cruzamento de informações espacializadas utilizando o sistema de informação geográfica (SIG) Idrisi, versão 14.02 (Kilimanjaro). Uma nova análise conferiu valores ecológicos às áreas com cobertura campestre e florestal nativas do morro a partir dos parâmetros relativos à: climacidade das espécies presentes nas unidades e sub-unidades de vegetação, naturalidade das comunidades vegetais presentes e índices da configuração estrutural da paisagem (tamanho e forma das manchas e distância de áreas urbanas). Foram então somados os valores ecológicos de cada parâmetro e estabelecidas as quatro zonas de caracterização ecológica, que são: núcleo, extensão do núcleo, tamponamento e ligação, em ordem decrescente de valor ecológico. Os biótopos de formações campestres encontram-se com melhor grau de conservação em relação aos florestais, por comporem a maior parte da zona núcleo. As zonas de caracterização ecológica servem como importante ferramenta para a realização do plano de manejo da unidade de conservação.

Distribuição e ocorrência de aranhas de sub-bosque de quatro ambientes florestais no planalto do Rio Grande do Sul, Brasil

Este trabalho teve como objetivo geral avaliar a riqueza, abundância e composição das assembléias de aranhas de sub-bosque em quatro ambientes florestais na FLONA de São Francisco de Paula, RS, Brasil. Essa reserva está situada no planalto do Rio Grande do Sul e, desde sua criação, explora madeira para corte. O tipo de manejo empregado é o de longo tempo de rotação dos talhões, com corte seletivo. A área se caracteriza como um mosaico da paisagem formado de quatro ambientes florestais: floresta ombrófila, plantação de araucária, plantação de Pinus e plantação de Eucalyptus. Essas diferenças na estrutura da paisagem poderiam se traduzir em diferenças na estrutura da vegetação, o que pode influenciar a distribuição e ocorrência das assembléias de aranhas na área. Portanto, os objetivos específicos desta pesquisa foram 1) comparar a estrutura das assembléias de aranhas de sub-bosque entre os diferentes ambientes e entre os talhões, assim como inferir possíveis processos que poderiam estar influenciando os padrões encontrados, 2) avaliar como características da estrutura da vegetação nos diferentes ambientes influenciam o padrão de distribuição encontrado e 3) verificar as respostas da abundância, riqueza e composição das assembléias de aranhas são diferentes levando-se em conta diferentes níveis taxonômicos. As aranhas presentes na vegetação entre 1 e 2,5 m de altura foram coletadas pelo método guarda-chuva entomológico em duas unidades amostrais (25 m  2 m) aleatorizadas dentro de cada um de três talhões de cada tipo florestal, em seis ocasiões durante 2003 e 2004. Todos indivíduos foram identificados em nível de família e os adultos em nível de gênero e espécie. A cobertura vegetal foi estimada através de 50 medidas dos toques da vegetação em uma vara de 2,5 m de altura dentro de cada unidade amostral no inverno e no verão de 2003. Os toques da vegetação foram separados em árvores, arbustos, lianas, pteridófitas e gramíneas. Foram coletadas um total de 8440 aranhas, divididas em sete guildas, 29 famílias, 80 gêneros e 132 espécies. A área de plantação de Eucalyptus apresentou a menor abundância de aranhas de sub-bosque em relação aos outros ambientes para a abordagem em nível de famílias, mas a plantação de Eucalyptus foi diferente somente da plantação de Pinus para a abordagem em nível de espécie. A abundância das aranhas de sub-bosque foi a característica estrutural que mais diferiu entre os diferentes tipos ambientais durante todo estudo. Os resultados, porém, foram influenciados pela abordagem taxonômica. A diversidade de aranhas de sub-bosque não apresentou diferenças entre os ambientes, porém, houve diferença entre talhões apenas em uma estação do ano para os níveis de gênero e espécie. A abundância de aranhas de sub-bosque teve correlação positiva com a idade dos talhões. A composição das assembléias de aranhas de sub-bosque teve maior relação com as características inter-talhões do que inter-ambientes, e os tipos de vegetação influenciaram na composição das famílias de aranhas. Além disso, a abordagem taxonômica alterou os padrões de agrupamento das assembléias. Processos locais como limitação de recursos para estabelecimento e ao crescimento das populações em nível local parecem estar atuando na estruturação das assembléias de aranhas de sub-bosque nessa área. Concluiu-se que o tipo de manejo empregado (longa rotação) na área para exploração de madeira não afeta negativamente a diversidade de aranhas do sub-bosque, provavelmente por que há o desenvolvimento de estruturas da vegetação do sub-bosque que proporcionam condições para a ocorrência e o estabelecimento das assembléias de aranhas nesse local.

Estrutura de uma turfeira de altitude no municipio de São José dos Ausentes (RS-Brasil)

A turfeira é uma associação de plantas formada pelo acúmulo e decomposição de vegetais em ambientes saturados de água, baixo pH e pouco oxigênio dissolvido. A turfeira, objeto deste estudo está localizada no município de São José dos Ausentes, região que abriga as nascentes de rios que contribuem para a formação das principais bacias hidrográficas do Rio Grande do Sul. A área de estudo localiza-se nas coordenadas 28°35'58'2'' de latitude sul e 49°58'56'5'' de longitude oeste. Situando-se na serra do nordeste, na região fisiográfica denominada Campos de Cima da Serra, a altitude do município é de 1100 a 1300m. A fim de contribuir com informações a respeito desse ecossistema, o trabalho teve como objetivo fornecer subsídios à compreensão de sua estrutura e funcionamento. Foi registrada a ocorrência de 43 espécies vegetais, pertencentes a 31 gêneros e 15 famílias, tendo como predominantes as famílias Cyperacea e Poaceae sendo que as formas de vida são principalmente anfíbias. A característica do material orgânico, indicou que o grau de decomposição fíbrico geralmente ocorre mais próximo à superfície e sáprico domina nas camadas mais profundas do solo e as camadas hêmicas não mostram localização mais específica, geralmente intercaladas com camadas sápricas. O solo é caracterizado pelo escasso conteúdo de nutrientes; pois quanto ao nitrogênio há apenas uma fonte, que é via decomposição de matéria orgânica; o cálcio teve resultados baixos, porque a maioria é perdida pelo sistema através da lixiviação ou deposição no fundo do sedimento.

Modelos de simulação espacial de efeitos de pastejo em vegetação campestre

O principal objetivo da tese foi desenvolver um modelo matemático computacional espacialmente explícito, de autômatos celulares (CA), capaz de simular a dinâmica de vegetação campestre sob pastejo, descrita por tipos funcionais de plantas (PFTs), ao invés de espécies. Com dados obtidos a campo, utilizou-se um método recursivo de identificação politética de PFTs a partir de atributos morfológicos das plantas, de forma a expressar máxima correlação com diversidade de espécies. A alternância entre condições experimentais de exposição e exclusão de pastejo permitiu produzir variação em padrões espaciais e temporais da composição da vegetação descrita por esses PFTs. A seguir buscou-se modelar a dinâmica da vegetação. Assumiu-se que a dinâmica da vegetação, embora complexa, pudesse ser simulada a partir de mecanismos relativamente simples incorporados a um modelo CA formado por uma grade de células (comunidades). Cada célula tem uma dada composição de PFTs a qual se altera a cada passo no tempo conforme a composição da própria célula e da vizinhança e matrizes de transição determinadas empiricamente com os dados experimentais. A dinâmica simulada da composição de comunidades excluídas do pastejo mostrou determinismo no sentido de um PFT único, característico daquelas comunidades. A mesma tendência não foi observada nas simulações de comunidades sempre pastejadas. Os resultados indicam uma razoável concordância entre a dinâmica simulada e real, para as comunidades excluídas; e uma discordância para as comunidades sempre pastejadas. Sugere-se que diferenças no arranjo espacial inicial das comunidades motivam falhas do modelo sob pastejo. O Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), na França, vem desenvolvendo um modelo simulador multi-agente espacializado como objetivo de representar realisticamente o manejo da vegetação campestre natural sob diferentes regimes de pastejo. Ele foi concebido como uma ferramenta de pesquisa para explorar o comportamento animal em pastagens heterogêneas Nesse modelo implícito e determinístico, uma definição funcional de três diferentes comunidades vegetais foi introduzida objetivando simular a dinâmica de pastagens multi-espécies. Isto foi feito pela intercambio de parâmetros do modelo com atributos funcionais da comunidade. Do ponto vista conceptual o modelo apresentou boa resposta e parece adequado para simular a dinâmica de uma vegetação campestre por atributos funcionais. O modelo apresentou um bom ajuste aos dados experimentais para alto nível de utilização, mas não tão bom para médio e baixo nível de pastejo, ou seja, comunidades vegetais mais heterogêneas. Reforça-se a idéia de que mais modelos que levem em conta a estrutura horizontal da vegetação são necessários.

Dinâmica da vegetação no Banhado do Taim, RS

Este estudo analisou a dinâmica espacial e temporal dos padrões das macrófitas aquáticas no Banhado do Taim - RS, por meio de imagens Landsat MSS, Landsat TM e Cbers CCD, no período compreendido entre 1973 e 2005. Foi analisada a influência da variação da estrutura de fundo do banhado e dos diferentes extratos que a compõem, para caracterizar a distribuição dos padrões espaciais e temporais das macrófitas aquáticas. Esta abordagem buscou avaliar o quanto a estrutura de fundo pode desempenhar um papel mais importante do que lhe vem sendo atribuído na definição destes padrões. Este questionamento se deu, devido à existência de uma recorrência do padrão de distribuição das macrófitas no banhado, que pode ser observado na série temporal de imagens de satélite e produtos derivados. Foram abordadas duas escalas espaciais de análise. Na primeira escala são analisados os padrões de superfícies de lâmina de água aparente, de distribuição das classes de macrófitas aquáticas, da variação de Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI) e da variação textural para a superfície do Banhado do Taim como um todo. Nessa escala o limite da área do Banhado do Taim, nas imagens de satélite e produtos derivados, tem uma superfície total de 17882hectares que representam 53% dos 33815hectares da área total da Unidade de Conservação Federal Estação Ecológica do Taim. A segunda escala de análise corresponde a denominada janela do DNOS. Nessa escala, foram analisados os padrões espaciais e temporais considerando como agente principal na definição dos padrões de distribuição das macrófitas aquáticas no Banhado do Taim, a variação da estrutura de fundo Esta abordagem é inicialmente restrita a esta área, tendo em vista as informações disponíveis. Nesta escala o limite utilizado para delimitar a área nas imagens de satélite e produtos derivados, tem uma superfície total de 2700hectares que representam 15% dos 17882hectares da área total do Banhado do Taim. As relações estabelecidas para a área de maior detalhe foram então ampliadas para a área definida pela primeira escala, quando então, foram espacializadas estas relações para a superfície do Banhado do Taim como um todo. Esta abordagem permitiu concluir que a espécie de macrófita predominante no Banhado do Taim, em termos de área total, é a espécie Z.bonariensis, e que existe uma recorrência da estrutura básica dos padrões de distribuição das macrófitas. Este padrão, se mantém, mesmo depois dos pulsos de inundação ou de prolongados períodos de águas baixas, e está vinculado às estruturas de fundo no Banhado do Taim.