Padrões de espécies e tipos funcionais de plantas lenhosas em bordas de floresta e campo sob influência do fogo

Mosaicos naturais de floresta e campo são freqüentes no sul do Brasil, apesar das condições climáticas em geral serem favoráveis às formações florestais. Os campos portanto têm sido considerados um tipo de vegetação relictual de um clima mais frio e seco. Dados paleopalinológicos têm confirmado a hipótese de expansão florestal proposta por Lindman e Rambo com base em evidências fitogeográficas. Porém, fogo e pastejo têm sido utilizados no manejo dos campos, limitando o estabelecimento de árvores em áreas de campo, e parecem ser essenciais para a existência dos campos num clima úmido. Mudanças na intensidade ou freqüência do fogo ou do pastejo podem permitir o adensamento de espécies lenhosas em comunidades campestres. Todavia, os processos envolvidos são influenciados pelas condições locais e tipo de espécies pioneiras. Esta tese aborda padrões espaciais de transição da floresta ao campo, na ausência de pastejo, porém sob diferentes condições locais relacionadas à exposição do relevo (norte, sul, sudoeste) e ao fogo. Os dados abrangem arbustos e árvores pela composição de espécies e tipos funcionais de plantas (plant functional types, PFTs), e variáveis do solo em bordas de floresta-campo, sob diferentes períodos de tempo transcorrido desde a última queimada nas áreas de campo. Dados sobre composição, diversidade, categoria de plantas (que rebrotam e não rebrotam) e PFTs foram analisados de acordo com o período de tempo sem fogo em dois levantamentos realizados em anos consecutivos. O objetivo desta última análise foi descrever como reagem as plantas lenhosas em áreas de campo freqüentemente queimadas, num contexto de ecótonos de floresta-campo O estudo foi conduzido no Morro Santana (30°03’ S, 51°07’ W, altitude máxima: 311m), Porto Alegre, RS, Brasil. A vegetação da área apresenta mosaicos de floresta-campo. Os dados foram coletados em seis pares de transecção (4,5 x 58,5 m cada) perpendiculares à borda florestacampo. Cada transecção era composta por seis quadros grandes (LP= 20,25 m²) consecutivos na floresta e sete no campo. Em cada um dos LP, foram instalados três quadros pequenos (SPs) consecutivos, a fim de medir todos os indivíduos iguais ou maiores que 10 cm de altura. Nos LPs, o critério de inclusão foi a altura mínima de 80 cm. Uma queimada experimental foi realizada nos quadros de campo, considerando sempre uma transecção de cada pa r, antes da coleta dos dados. Ao todo foram amostradas 124 espécies lenhosas de 42 famílias. Destas, 90 espécies foram amostradas nos quadros da floresta e 76 nos quadros do campo, das quais 44 foram comuns a ambas as formações (espécies típicas de borda ou pioneiras). No interior da floresta, plântulas e indivíduos jovens de árvores foram significativamente mais abundantes nos quadros próximos da borda, onde os índices de diversidade, eqüidade e riqueza também foram maiores. Os gradientes da floresta ao campo foram analisados como trajetórias de composição em um espaço de ordenação multidimensional. Diferenças nos padrões espaciais reveladas entre locais com exposição distinta foram evidenciadas. Bordas abruptas ocorreram principalmente nas transecções de exposição sul e sudoeste, enquanto transições mais graduais foram observadas no norte As condições do solo também diferiram em relação às exposições predominantes, porém os principais parâmetros variaram conforme a distância espacial do limite da floresta. Assim, apesar dos padrões de vegetação diferirem conforme a exposição predominante, o fator mais importante na explicação dos padrões foi a distância do limite florestal, não somente per se, mas por todos parâmetros correlacionados que variam no gradiente. Em relação aos dois levantamentos realizados em áreas de campo, 31 espécies arbustivas de campo e 45 florestais foram analisadas, das quais 65,8% tinham capacidade de rebrotar. A composição de espécies diferiu com o tempo após o fogo. Densidade, riqueza e diversidade foram menores nos quadros recentemente queimados, principalmente nos sítios com exposição sul. Considerando arbustos de campo, a riqueza e a densidade foram maiores nos quadros não queimados há um e dois anos do que naqueles há mais de três anos. Comparando arbustos com e sem capacidade de rebrotar, os que rebrotam tiveram sempre maior densidade Árvores com capacidade de rebrote predominaram nas áreas com exposição norte, apresentando densidades similares, independente do tempo após o fogo. Porém, árvores sem capacidade de rebrote apresentaram maior densidade nos quadros não queimados. Diferenças na dinâmica de recrutamento de arbustos ou árvores uni- ou multi-caulinares também foram detectadas. Nas análises com base em PFTs, foram identific ados nove PFTs florestais com máxima associação com a variável distância da borda. A habilidade de rebrote foi o principal atributo de plantas florestais que colonizam áreas de campo. A diversidade de PFTs foi maior nos quadros próximos da borda que no interior da floresta. Quatro PFTs foram identificados, entre espécies lenhosas florestais e campestres, com máxima associação com o tempo decorrido após o fogo nas áreas de campo. Alguns dos principais aspectos descritos no parágrafo anterior foram corroborados. Arbustos altos com base uni-caulinar predominaram nas áreas não queimadas (3-4 anos), enquanto arbustos baixos com base multi-caulinar predominaram nas áreas recentemente queimadas (3 meses a 1 ano). PFTs florestais ocorreram nos quadros da borda ou como adultos estabelecidos no campo, não sendo afetados pelo fogo. Com base nos principais resultados, as seguintes conclusões são possíveis: A alta proporção de espécies com capacidade de rebrote nas áreas de campo e a alta taxa de recrutamento das demais espécies caracterizam comunidades com distúrbios freqüentes e espécies bem adaptadas. O regime de fogo com intervalos de dois a três anos não impede o adensamento de arbustos do campo, porém retarda o avanço de espécies arbóreas florestais, exceto em sítios bastante próximos a borda ou em “ilhas” protegidas do fogo intenso PFTs lenhosos de áreas de campo, associados com os intervalos de fogo, sugerem que atributos facilmente mensurados são suficientes para avaliar a dinâmica pós-fogo em comunidades de espécies lenhosas. PFTs florestais nas áreas de campo se restringem àqueles com capacidade de rebrote, para sobreviver às queimadas recorrentes. Com base nas estratégias das plantas, nos PFTs e no padrão espacial das espécies nas bordas de floresta-campo sob influência freqüente do fogo, nós reforçamos a presença de dois mecanismos principais como formas de expansão florestal. Um deles refere-se ao adensamento gradual de espécies arbóreas junto à borda, em áreas cujo intervalo de tempo sem fogo é maior. Outro está relacionado ao recrutamento de árvores pioneiras isoladas no campo, freqüentemente próximo de matacões, onde menor biomassa de gramíneas conduz a menor intensidade do fogo. O fogo é portanto um fator de prevenção da expansão florestal sobre as áreas adjacentes de campo nas condições atuais de clima úmido. O presente regime de distúrbio permite a manutenção de uma elevada biodiversidade na paisagem dos morros de Porto Alegre pela co-ocorrência de ecossistemas ricos em espécies distintas (campos e florestas); a supressão de queimadas pode alterar o mosaico de tipos de hábitat, aumentando a proporção de áreas florestais.

O componente arbóreo de matas de restinga arenosa no Parque Estadual de Itapuã, Rio Grande do Sul : fitossociologia, regeneração e padrões de interações mutualistas com a avifauna

Esta dissertação teve como objetivo geral ampliar o conhecimento sobre a ecologia vegetal das matas de Restinga arenosa em substratos bem drenados no Rio Grande do Sul. Para tanto, foram realizados o estudo florístico e fitossociológico do componente arbóreo de cinco capões de Restinga e a verificação de padrões de interações mutualísticas entre aves frugívoras e as árvores, além do estudo do componente de regeneração e suas relações com o estrato arbóreo adulto. Para a amostragem da vegetação, foi usado o método de parcelas, incluindo-se todas as árvores com DAP ≥ 5cm, totalizando uma área de 1,02ha. Com estes dados, foram estimados os parâmetros usuais em fitossociologia. Em um dos capões, foi realizado também o levantamento florístico e fitossociológico das plântulas (0,05 ≤ altura < 1m) e juvenis (altura ≥ 1m, DAP < 5cm), avaliando-se as relações com o estrato arbóreo adulto, o potencial e a taxa de regeneração natural para cada espécie. Para o estudo dos mutualismos, foram feitas observações visuais e capturas de aves durante um ano. Foram estimadas a conectância do sistema mutualístico e o índice de importância das espécies. Também foi feita a rede de interações do sistema e feita a análise da variação destas interações ao longo das estações do ano. A composição florística resultou em uma riqueza total de 20 famílias e 29 espécies para os cinco capões. A densidade total arbórea teve uma média máxima de 1207 ind/ha e mínima de 747 ind/ha. Sebastiania serrata apresentou o maior valor de importância e Myrtaceae foi a família mais representada. A diversidade específica foi baixa, variando de 1,08 a 2,38 (nats). No sistema mutualístico, registraram-se 29 espécies interagindo (aves e plantas), com uma conectância de 23,9%. Turdus amaurochalinus e T. rufiventris interagiram com a maioria das espécies arbóreas e tiveram o maior índice de importância, sendo caracterizadas como as principais dispersoras em potencial. Ocotea pulchella e Myrsine spp. foram registradas com maior número de eventos de consumo de frutos, no entanto, Ficus organesis interagiu com mais espécies frugívoras, além de ter a maior importância na dieta das aves. Houve variações no número eventos de frugivoria ao longo das estações, bem como no número de espécies frugívoras e de espécies arbóreas consumidas. O componente de regeneração apresentou riqueza específica e diversidade semelhantes às do estrato arbóreo adulto, refletindo uma similaridade florística maior que 70%. A maioria das espécies (73,7%) apresentou taxa de regeneração negativa, revelando o padrão de 'J' invertido. Os resultados indicam a existência de diferenças na composição e estrutura arbórea entre os capões de Restinga, além de uma boa capacidade de regeneração para a maioria das espécies vegetais estudadas. Os dados revelam também um sistema dispersão generalista, no qual poucas espécies de aves interagem com muitas espécies arbóreas e vice-versa.

Estudo do componente árboreo de mata Ribeirinha no rio Camaquã, Cristal, RS

As matas ribeirinhas no rio Camaquã constituem os maiores remanescentes da Floresta Estacional Semidecidual Ribeirinha no Estado, sendo muito pouco conhecidas florística e fitossociologicamente. Em um fragmento de mata ribeirinha na margem esquerda do baixo rio Camaquã, município de Cristal (31°01’01.7’’S e 51°56’42.0’’W, em torno de 14 m.n.m.) realizou-se um estudo do componente arbóreo, com o intuito de se determinar sua estrutura e relacionar os resultados obtidos com outras florestas no Estado. O clima da região é do tipo Cfa de Köppen, com médias anuais de temperatura de 18,9 °C, e de precipitação de 1.234 mm. Os solos são do tipo Planossolo Hidromórfico Eutrófico (Sge), de textura média/siltosa. O levantamento fitossociológico foi realizado em uma área de 1 ha, dividida em 100 parcelas de 10 x 10 m, onde foram amostradas todas as árvores com DAP maior ou igual a 5 cm. Foram calculados os parâmetros fitossociológicos empregados usualmente, além das estimativas de diversidade de Shannon (H’) e equabilidade de Pielou (J’). Relações florísticas com outras áreas foram feitas através da análise de coordenadas principais e de agrupamento, utilizando os índices de similaridade de Jaccard e Dice. No levantamento florístico foram encontradas 68 espécies arbóreas, a maioria características de ambientes ribeirinhos. Na fitossociologia foram amostrados 2.179 indivíduos, pertencentes a 29 espécies, 25 gêneros e 14 famílias. As famílias Myrtaceae, Euphorbiaceae, Fabaceae, Sapindaceae e Salicaceae apresentaram as maiores riquezas. Os valores de importância mais elevados foram registrados para espécies típicas de sub-bosque, que apresentam grande densidade (Sebastiania commersoniana, Allophylus edulis e Eugenia schuechiana). As espécies ocupantes do dossel, com densidades baixas ou intermediárias (Luehea divaricata e Nectandra megapotamica) destacam-se pela dominância. O índice de diversidade foi estimado em 2,342 nats.ind.-1 (J’= 0,695), sendo intermediário entre os menores valores estimados para as matas de restingas e os maiores para Florestas Estacionais Semideciduais na região. O predomínio de espécies zoocóricas demonstra ser uma floresta madura, embora se tenha encontrado uma grande participação de indivíduos com síndrome de dispersão abióticas. Por sua localização na Planície Costeira Interna, a área apresentou, floristicamente, uma grande influência de espécies provenientes das matas de encosta da Serra do Sudeste, havendo uma maior similaridade com as matas do rio Piratini e outras Florestas Estacionais Semideciduais.

Descrição, trajetórias ontogenéticas de Holymenia clavigera (Herbst, 1784) e Anisoscelis foliacea marginella (Dallas, 1852)(Hemiptera: Coreidae) e interação com três espécies de passifloraceae

Holymenia clavigera (Herbst, 1784) e Anisoscelis foliacea marginella (Dallas, 1852) são hemípteros pouco estudados que ocorrem no sul do Brasil, sendo pertencentes a tribo Anisoscelidini (Coreidae). Observações preliminares indicam uma alta coexistência no uso de suas plantas hospedeiras (passifloráceas), bem como uma total semelhança morfológica dos ovos e ninfas. Este estudo objetivou descrever a morfologia genérica dos imaturos destes sugadores, bem como suas trajetórias de crescimento, uma vez que a única diferença aparente entre as espécies é uma crescente dilatação da tíbia do terceiro par de pernas de A. foliacea marginella. Por não apresentarem as formas das tíbias distintas visualmente nos primeiro e segundo ínstares, foi feita a morfometria geométrica destas. Holymenia clavigera (Herbst, 1784) e Anisoscelis foliacea marginella (Dallas, 1852) são hemípteros pouco estudados que ocorrem no sul do Brasil, sendo pertencentes a tribo Anisoscelidini (Coreidae). Observações preliminares indicam uma alta coexistência no uso de suas plantas hospedeiras (passifloráceas), bem como uma total semelhança morfológica dos ovos e ninfas. Este estudo objetivou descrever a morfologia genérica dos imaturos destes sugadores, bem como suas trajetórias de crescimento, uma vez que a única diferença aparente entre as espécies é uma crescente dilatação da tíbia do terceiro par de pernas de A. foliacea marginella. Por não apresentarem as formas das tíbias distintas visualmente nos primeiro e segundo ínstares, foi feita a morfometria geométrica destas. Concomitantemente, alguns aspectos relativos à interação com suas plantas hospedeiras foram investigados. Para tanto, foi avaliada a performance em três maracujás existentes no estado do Rio Grande do Sul, a partir do seguinte delineamento experimental: criação em Passiflora suberosa Linnaeus (tratamento um), em Passiflora misera Linnaeus (tratamento dois), em Passiflora edulis Sims (tratamento três) e nas três hospedeiras em conjunto (tratamento quatro). Os dois primeiros maracujás são espécies nativas e silvestres, além de serem mais semelhantes em tamanho que o terceiro maracujá, nativo e cultivado, que apresenta maior porte. A performance foi mensurada através do tempo de desenvolvimento e sobrevivência ninfal, e tamanho dos adultos. A preferência alimentar destes coreídeos foi testada em três níveis: 1) em relação às estruturas de P. suberosa (região apical, folha, caule, botão, fruto verde); 2) em relação aos parâmetros espécie e idade dos frutos de P. suberosa e P. misera, uma vez que o fruto foi a estrutura preferida e contém duas fenofases marcadamente distintas e 3) em relação às três espécies de passifloráceas utilizadas no experimento de performance. Os frutos verdes e violáceos de P. suberosa e P. edulis foram também avaliados quimicamente quanto ao pH, teor de água, nitrogênio total, carbono orgânico, fenóis totais e antocianinas. Paralelamente, um trabalho de campo de 09 de janeiro a 22 de março de 2003 (intervalos amostrais de quinze dias) visou a determinar as partes de P. suberosa mais utilizadas para alimentação e outras atividades. Por fim, caracterizou-se a morfologia genérica do aparelho bucal e analisou-se por meio de técnicas histológicas os tecidos da folha de P. suberosa (parênquima, xilema e floema) e as regiões dos frutos (pericarpo e semente) utilizados por ninfas de quinto instar e adultos de ambas as espécies. Os ovos foram idênticos em sua morfologia e ultraestrutura, diferindo apenas na magnitude, sendo maiores aqueles pertencentes a H. clavigera. Proporcionalmente, um número maior de processos micropilares foram encontrados nesta espécie. A exceção do alargamento da tíbia, que tornou-se conspícuo a partir do terceiro instar e do aspecto das ninfas de quinto instar de um modo geral, os ínstares foram também idênticos na morfologia, ultraestrutura e coloração. Porém, as trajetórias de crescimento e os coeficientes alométricos das estruturas mensuradas diferiram significativamente entre as espécies. A forma das tíbias de H. clavigera e A. foliacea marginella não foram diferentes no primeiro, mas sim no segundo instar ninfal. Para ambas as espécies, a performance foi superior em P. suberosa quando comparada com P. misera e P. edulis, apenas não diferindo do tratamento misto. A criação em apenas P. edulis resultou na pior performance para ambos os coreídeos. Não houve efeito do sexo e da espécie de coreídeo nas performances. As ninfas de primeiro instar de ambos os sugadores utilizaram mais a região apical. H. clavigera utilizou preferencialmente os frutos nos demais ínstares e no estágio adulto, o que apenas ocorreu em A. foliacea marginella do quarto instar em diante. Os frutos verdes foram selecionados por ambos os coreídeos quando em comparação com os violáceos, tanto em P. suberosa quanto em P. misera. Contudo, estes não foram selecionados segundo o atributo espécie. Os fenóis totais diminuíram à medida em que o fruto amadurece, ocorrendo o contrário com as antocianinas. O teor de água foi também maior nos frutos verdes. Quando comparados com P. suberosa, os frutos de P. misera de ambas as idades apresentaram maior teor de carbono orgânico, ocorrendo o contrário em relação ao nitrogênio total. H. clavigera não demonstrou preferência por nenhuma passiflorácea, e A. foliacea marginella utilizou mais P. misera e P. suberosa em detrimento de P. edulis. Em campo, os frutos verdes e as folhas maduras de P. suberosa foram os substratos mais utilizados para alimentação e descanso, respectivamente, independente da constante abundância de todas as estruturas. O rostro não apresentou diferenças morfológicas entre espécies e idades. Os imaturos e os adultos de ambas as espécies utilizaram o xilema na quase totalidade dos casos, raramente fazendo uso do floema. Registrou-se um uso de todas as partes do fruto, incluindo as sementes para ambos os coreídeos e estágios. Diante o exposto, o panorama atual aponta para uma grande semelhança morfológica e ecológica entre H. clavigera e A. foliacea marginella, que são provavelmente espécies simpátricas. A extrema semelhança dos estágios imaturos, adicionada ao semelhante padrão de uso de suas hospedeiras aponta para uma alta coexistência devido à parcimônia nas fases imaturas após a especiação, convergência evolutiva ou mimetismo Mülleriano.