Post-fire vegetation regeneration in Portugal : implications for management

This thesis aims at improving the knowledge on the post-fire vegetation regeneration. For that, forests and shrublands were studied, after forest fires and experimental fires. Maritime Pine (Pinus pinaster) recruitment after fire was studied. Fire severity was evidenced as a major effect on this process. High crown fire severity can combust the pines, destroying the seed bank and impeding post fire pine recruitment. However, crown combustion also influences the post-fire conditions on the soil surface, since high crown combustion (HCC) will decrease the postfire needle cast. After low crown combustion (LCC) (scorched rather than torched crowns), a considerable needle cover was observed, along with a higher density of pine seedlings. The overall trends of post-fire recruitment among LCC and HCC areas could be significantly attributed to cover by needles, as well by the estimation of fire severity using the diameters of the burned twigs (TSI). Fire increased the germination from the soil seed bank of a Pinus pinaster forest, and the effects were also related with fire severity. The densities of seedlings of the dominant taxa (genus Erica and Calluna vulgaris) were contrastingly affected in relation to the unburned situation, depending on fire severity, as estimated from the degree of fire-induced crown damage (LCC/HCC), as well as using a severity index based on the diameters of remaining twigs (TSI). Low severity patches had an increase in germination density relatively to the control, while high severity patches suffered a reduction. After an experimental fire in a heathland dominated by Pterospartum tridentatum, Erica australis and E. umbellata, no net differences in seedling emergence were observed, in relation to the pre-fire situation. However, rather than having no effect, the heterogeneity of temperatures caused by fire promoted caused divergent effects over the burned plot in terms of Erica australis germination – a progressive increased was observed in the plots were maximum temperature recorded ranged from 29 to 42.5ºC and decreased in plots with maximum temperature ranging from 51.5 to 74.5ºC. In this heathland, the seed density of two of the main species (E. australis and E. umbellata) was higher under their canopies, but the same was not true for P. tridentatum. The understory regeneration in pine and eucalypt stands, 5 to 6 years post fire, has been strongly associated with post-fire management practices. The effect of forest type was, comparatively, insignificant. Soil tilling, tree harvesting and shrub clearance, were linked to lower soil cover percentages. However, while all these management operations negatively affected the cover of resprouters, seeders were not affected by soil tilling. A strong influence of biogeographic region was identified, suggesting that more vulnerable regions may suffer higher effects of management, even under comparatively lower management pressure than more productive regions. This emphasizes the need to adequate post-fire management techniques to the target regions.

O estado da arte da ecologia da restauração e sua relação com a restauração de ecossistemas florestais no bioma Mata Atlântica

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Regeneração natural em remanescentes florestais e áreas reflorestadas da várzea do rio Mogi-Guaçu, Luiz Antônio - SP

O trabalho objetivou descrever e avaliar a estrutura da regeneração de espécies arbóreas em dois remanescentes naturais e em três áreas reflorestadas com espécies nativas e em um povoamento de Eucalyptus robusta, situados em área de várzea do rio Mogi-Guaçu, Luiz Antônio, SP (21º31'S e 47º55'W). Foram amostradas 40 subparcelas de 2 m² em cada remanescente natural e sub-bosque de eucalipto e 60 subparcelas de 3,5 m² em cada área reflorestada. Foram amostrados todos os indivíduos arbóreos de regeneração com altura > a 10 cm e diâmetro do caule até a altura do peito (DAP) < 5,0 cm e analisados separadamente, em quatro classes de altura, a diversidade florística, a regeneração natural (Rn%), o valor de importância (VI) e a similaridade da regeneração com indivíduos de DAP > 5 cm. Foram identificados 1.990 indivíduos, pertencentes a 24 famílias, 46 gêneros e 51 espécies. Cabralea canjerana, Psidium cattleyanum, Nectandra megapotamica, Acacia polyphylla e Syzygium cumini estavam entre as espécies mais representadas nas quatro categorias de tamanho. O reflorestamento com espécies nativas em áreas degradadas da várzea do rio Mogi-Guaçu promoveu a regeneração natural com biodiversidade superior aos remanescentes naturais de florestas ciliares sob efeito de borda e contribuiu para com o processo de restauração de ecossistemas florestais. O povoamento de Eucalyptus robusta com cerca de 20 anos de idade favoreceu a regeneração de espécies climácicas e secundárias.

Engenheiros dos ecossistemas em plantas: modificações arquiteturais de folhas por largatas de Lepidoptera influenciam a estrutura de comunidades de artrópodes

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Regeneração avançada sob ilhas de vegetação em área de campo cerrado na estação ecológica de Itirapina, SP

Devido à ação antrópica e consequente fragmentação e degradação do bioma Cerrado, as Unidades de Conservação cada vez mais se inserem como importantes locais de retenção da biodiversidade. A Estação Ecológica de Itirapina apresenta-se como um dos poucos locais do Estado de São Paulo que conservam as diversas fitofisionomias comuns nesse domínio. No intuito de contribuir com informações que auxiliem na conservação e restauração desse bioma, este trabalho traz como questões: as “Ilhas” de Vegetação facilitam o processo de sucessão no Campo Cerrado da Estação Ecológica de Itirapina, SP? Há diferença na regeneração em função da cobertura de copa condicionada pelas espécies formadoras das ilhas estudadas? Para isso, foram selecionadas ilhas com predomínio de Dalbergia miscolobium Benth. (Fabaceae), de Hancornia speciosa Gomes (Apocynaceae) e “Ilhas” Mistas, nas quais levantaram-se todos os indivíduos lenhosos e sublenhosos em parcelas montadas sob sua cobertura de copa e no seu entorno, além de amostrada a cobertura do estrato herbáceo, em função da aplicação do Método do Toque. Comparando-se o entorno e o interior das ilhas analisadas através do uso do Teste t pareado, foram relacionados os componentes diversidade, densidade, riqueza, cobertura do estrato herbáceo, além dos parâmetros de estrutura de habitat: temperatura, luminosidade, umidade do ar e do solo, e biomassa de serrapilheira. Utilizando-se a análise de ANOVA foram usados os mesmos parâmetros para a comparação das ilhas entre si. Alguns resultados nas Mistas, como a diversidade e cobertura do estrato herbáceo (t=5,113; p=0,00373/ t=-3,51; p=0,017, respectivamente), e nas ilhas de Dalbergia miscolobium, como a densidade e a riqueza (t=3,264; p=0,0223/ t=2,850; p=0,0463, respectivamente), associados com análises de estrutura de habitat (para p≤0,06), indicaram... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Regeneração do autoimplante esplênico em ratos: avaliação morfofuncional e imuno-histoquímica

Diante da importância do baço, deve-se tentar a sua preservação sempre que possível e, nas situações em que a esplenectomia total é inevitável, a única alternativa para a preservação de sua função parece ser a realização do autoimplante esplênico. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho foi analisar o desenvolvimento da regeneração morfológica do tecido autoimplantado, sob microscopia de luz e por imunomarcação, e avaliar a regeneração funcional, por meio da depuração dos corpúsculos de Howell-Jolly, em ratos submetidos a esplenectomia total combinada com autoimplante esplênico. Foram utilizados 112 ratos Wistar albinos machos adultos, distribuídos aleatoriamente em 16 grupos. Semanalmente, durante 16 semanas, os sete animais de cada grupo foram submetidos a coleta sanguínea, sendo preparadas lâminas para avaliação da presença de corpúsculos de Howell-Jolly (avaliação funcional), que estiveram presentes durante as 15 primeiras semanas, sendo que, a partir da oitava semana, houve uma diminuição significativa, mas somente não foram mais identificados na 16 semana. Em seguida à coleta sanguínea, os animais correspondentes a cada semana foram mortos por sobredose anestésica e submetidos a relaparotomia para retirada do tecido esplênico autoimplantado regenerado. Posteriormente, esse tecido regenerado foi analisado sob microscopia de luz, onde, sob coloração de hematoxilina-eosina, observou-se regeneração morfológica completa do tecido autoimplantado a partir da oitava semana, sendo encontrado um tecido morfologicamente idêntico ao baço normal. Com a técnica de resorcina-fucsina de Weigert, identificaram-se fibras do sistema elástico, demonstrando elastogênese intensa no processo de regeneração do tecido esplênico autoimplantado. Na imunomarcação com antígeno de proliferação celular nuclear (PCNA), observou-se proliferação celular, evidenciando uma expressão gradativa das células a partir da 2 semana, sendo que, nas 9 e 10 semanas, observou-se aumento significativo na imunodensidade, quando comparadas às demais, o que não ocorreu com a técnica para caspase-3, onde a apoptose mais intensa ocorreu nas primeiras semanas. Nossos resultados mostram que, com oito semanas, existe regeneração morfológica do autoimplante esplênico, assemelhando-se a um baço normal, no mesmo momento em que parece iniciar-se a sua regeneração funcional.

Vertebrate diversity in the Bussaco Mountain and surrounding areas

A biodiversidade é fundamental para o funcionamento dos ecossistemas e, além do seu valor intrínseco, fornece bens e serviços essenciais ao Homem. É consensual que as reservas naturais, por si só, não conseguirão preservar a biodiversidade de modo a que seja travada a perda de espécies que vem acontecendo a ritmos sem precedente. Assim, compreender os padrões de distribuição das espécies à escala regional ou sub-regional, ainda que em territórios não classificados, é crucial para o estabelecimento de políticas de gestão que visem a conservação da biodiversidade. O principal objectivo deste trabalho centrou-se na descrição e compreensão dos padrões de riqueza específica, distribuição e abundância de Vertebrados face aos diversos habitats que constituem a área de estudo. Constituíram, assim, objecto de estudo os anfíbios, aves, morcegos, micromamíferos e mamíferos de médio porte. A Serra do Bussaco e áreas envolventes encontram-se dominadas por vastas extensões de monocultura de Pinus pinaster e Eucalyptus globulus e por terrenos agrícolas. A Mata Nacional do Bussaco, bosque extremamente diverso, é outro importante elemento de paisagem. Pretendeu-se então analisar o efeito das práticas silvícolas actuais e da intensificação da agricultura sobre a biodiversidade, averiguando a importância de cada tipo de habitat para os Vertebrados em geral, e para algumas classes em particular. De entre os terrenos agrícolas, é bastante claro que a agricultura tradicional, com a sua típica complexidade e disponibilidade de água, constitui um habitat muito importante para a maioria dos Vertebrados, tendo também apresentado o maior valor conservacionista. No que respeita aos habitats florestais, o bosque misto apresentou consistentemente maior riqueza específica e diversidade, afirmando-se como o habitat preferido para a maioria das espécies e aquele com maior valor conservacionista. Do ponto de vista da conservação, as monoculturas, especialmente as da uma espécie exótica, revelaram-se habitats relativamente pobres. No entanto, estas conclusões referem-se às tendências gerais, sendo que taxa particulares respondem de forma diferente, atendendo aos seus requisitos específicos. A informação recolhida fornece bases essenciais para a construção de linhas de orientação que visem a integração das actividades humanas com a manutenção da biodiversidade e respectivos serviços, presumivelmente com aplicação a outras áreas geográficas.

Environmental factors, clipping and fire: effects on cerrado (Brazilian savanna) native and invasive grasses

The Brazilian Cerrado houses a hugely diverse biota and is considered a conservation hotspot. One of the greatest threats to the integrity of this ecosystem is introduced African grasses, which can competitively exclude native grasses and cause changes in the microclimate and other disturbances. The Cerrado is a mosaic vegetation that provides different combinations, both spatially and temporally, of conditions that can become natural stressors to the herbaceous vegetation (water, nutrient and light availability). These mosaics are reflected in differences in relationships among native and invasive species, affecting competition and creating situations (place/season) that are more, or less, susceptible to invasion. The present study aimed to identify the different biological responses of native (Aristida recurvata, Aristida setifolia, Axonopus barbigerus, Echinolaena inflexa, Gymnopogon spicatus, Paspalum gardnerianum, Paspalum stellatum, Schizachyrium microstachyum, Schizachyrium sanguineum) and invasive (Melinis minutiflora and Andropogon gayanus) grasses to variations in natural stressors and to disturbance (fire and clipping), in order to understand changes in ecosystem functioning and competition processes between the grasses, and to understand invasion dynamics in this ecosystem. The presence of invasive species proved to affect the ecosystem functioning by increasing soil feeding activity. These differences were no longer observed in the dry season or when fires were frequent, showing that water availability and fire are more detrimental to soil feeding activity than is the vegetation. Laboratory experiments showed that both drought and flood simulated scenarios damaged both species, although the invasive species performed better under all watering conditions and responded better to fertilization. Underlying mechanisms such as the efficiency of photosynthesis and antioxidant mechanisms helped to explain this behavior. The invasive species grew faster and showed less cellular damage and a healthier photosystem, reflected in higher assimilation rates under stress. These differences between the native and invasive species were reduced with clipping, especially in dry soil with no fertilization, where the native species recovered better in relation to the pre-clipping levels. Flooding was as stressful as drought, but the invasive species can bypass this issue by growing an extensive root system, especially in the better-drained soils. Fire is more detrimental than clipping, with a slower recovery, while post-fire temperatures affect the germination of both invasive and native seeds and may be an important factor influencing the persistence of a diverse biota. This approach will finally contribute to the choice of the appropriate management techniques to preserve the Cerrado’s biodiversity.

Composição e estrutura fitossociológica da regeneração natural na floresta de restinga alta em Picinguaba (Parque Estadual da Serra do Mar) município de Ubatuba, SP, Brasil

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Biologia Vegetal) - IBRC

Dispersão de sementes por sauins-de-coleira (Saguinus bicolor Spix, 1823; Primates:Cebidae): efeitos do padrão de deslocamento na formação de sombras de sementes

Quantificar a sombra de sementes gerada por um dispersor, ou seja, a maneira como as sementes são distribuídas em função do tempo que o dispersor as retém e de como este se desloca pelo habitat, é etapa essencial para avaliar os impactos do dispersor na estruturação e funcionamento de populações e comunidades vegetais. Este é o primeiro estudo com o primata S. bicolor como dispersor de sementes e teve como objetivo investigar o padrão de formação de sombra de sementes e sua relação com o padrão de deslocamento da espécie. O deslocamento de quatro grupos de S. bicolor foi monitorado em três fragmentos florestais em Manaus, Amazonia Central. O posicionamento dos animais em um sistema de trilhas foi registrado em intervalos de cinco minutos, ao longo de todo período de atividade, cinco dias ao mês durante o mínimo de 15 meses cada grupo. O tempo de retenção de sementes foi estimado registrando-se o tempo de ingestão, de defecação e o número de sementes de cinco espécies de frutos cultivados ofertados a quatro indivíduos criados em cativeiro. Sombras de sementes foram estimadas através da combinação de dados do padrão de deslocamento com dados do tempo de retenção de sementes. Para cada grupo, foram obtidas a distância média de dispersão e a proporção da área de uso ocupada em uma base mensal, e a relação destas duas variáveis foi verificada através de uma regressão linear simples. O tempo de retenção de sementes variou de 27 a 295 minutos (N = 394), sendo que mais da metade das sementes ficam retidas em até duas horas no trato digestivo, e o número médio de sementes por defecação foi de 3,5 (± 3,7; N = 111). Probabilidades de dispersão de sementes para fora das imediações da planta-matriz ultrapassam 80%, além de incluírem distâncias maiores do que 1 km. Apenas para dois grupos foi verificado que há relação entre a proporção da área de uso e as distâncias de dispersão sendo que para um destes o poder explanatório do modelo foi menor do que 20%. Os resultados indicam que S. bicolor dispersa sementes de forma efetiva e, assim como outros calitriquíneos, pode contribuir para a estruturação e regeneração de ecossistemas florestais.

Relação entre pluviosidade efetiva e estoque de matéria orgânica de superfície na ciclagem de nutrientes em floresta ombrófila urbana: Parque Nacional da Tijuca - RJ

O estoque de matéria orgânica de superfície refere-se a todo material orgânico decomposto ou em decomposição sobreposto ao solo mineral, bem como ao material orgânico misturado às partículas minerais do horizonte A. Este serve como indicador da funcionalidade e integridade de ecossistemas florestais quando o analisamos sob a perspectiva das "Formas de Húmus". Nesta perspectiva o material orgânico se presenta como disposto em camadas internas que variam no peso e espessura de acordo com a atuação dos agentes decompositores locais, e expressa a ciclagem de nutrientes que se dá a partir dos dois principais processos que sintetizam e/ou modulam o funcionamento dos ecossistemas, a produção e a decomposição da matéria orgânica. O modelo de formas de húmus segue uma classificação desenvolvida na Europa que não se aplica perfeitamente às áreas tropicais pela alta variabilidade de ambientes. Estima-se que fatores locais e particulares como características edáficas, estrutura e composição da vegetação, relevo e o microclima podem distorcer esta classificação e diferir significativamente do modelo global. Esta pesquisa buscou o refinamento deste modelo, buscando entender de que modo a pluviosidade efetiva (chuva que atravessa a copa das árvores e chega ao solo), como fenômeno de natureza microclimática, se relaciona com o estoque de matéria orgânica de superfície (sob a perspectiva das formas de húmus) em ambiente de floresta ombrófila montanhosa urbana.Para tal foram executadas análises físicas sobre o estoque de matéria orgânica de superfície, monitoramento da pluviosidade efetiva com pluviômetro experimentais adaptados para esta demanda e análises químicas sobre a água da chuva após lixiviação da matéria orgânica. Foi montada uma estrutura composta de quinze pluviômetros experimentais em uma encosta florestada no Parque Nacional da Tijuca (Rio de Janeiro - RJ) e instalação de pluviômetros eletrônicos em ambientes de céu aberto em áreas adjacentes a esta encosta pertencentes à área do parque. Os resultados indicam que da chuva que cai na floresta, cerca de 15% é interceptada pelas copas e o restante, parte é interceptada pela matéria orgânica do solo. A camada MFB (ou H) é a que retém mais água, indicando que, florestas que a decomposição é rápida no processo de fragmentação e lenta na mineralização, terão mais água retida no estoque de matéria orgânica. As diferentes camadas vão nutrir o solo de maneira diferenciada quando este processo deriva da lixiviação, como o cálcio que é liberado em a maior quantidade pelas camadas mais fragmentadas como a F e a MFB, o potássio e magnésio têm maior disponibilização quando deriva da camada L, indicando que durante este processo estes nutrientes são mais consumidos do que liberados. Foi perceptível que o sódio é bastante abundante na chuva antes mesmo de atingir a matéria orgânica, confirmando estudos anteriores. A utilização deste sistema proposto de pluviômetros experimentais possibilitou entender como esta estratificação interna do estoque de matéria orgânica de superfície acumula água, pois os métodos tradicionais não se baseiam no modelo de formas de húmus, e possibilitou ainda, o a análise do processo de lixiviação e liberação de nutrientes para o solo.

Mudanças no Código Florestal e seu impacto na ecologia e diversidade dos mamíferos no Brasil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Fenologia reprodutiva e disponibilidade de frutos de espécies arbóreas em mata ciliar no rio Formoso, Mato Grosso do Sul

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Ambientes de ocorrência e flora acompanhante do gênero Himatanthus em Alcântara, Maranhão, Brasil

A janaúba (Himatanthus spp.), ocorre em populações naturais em ecossistemas florestais e apresenta amplo espectro de usos na medicina popular que vai desde o tratamento de inflamações uterinas, gastrite, uso veterinário, complemento alimentar, até tratamento de câncer. O extrativismo de látex de janaúba em Alcântara vem adquirindo importância crescente como alternativa de renda. Sendo assim, o estabelecimento de estudos que viabilizem o manejo sustentado em seu ambiente natural é necessário. O objetivo deste trabalho foi de caracterizar os ambientes de ocorrência de Himatanthus no município de Alcântara, Maranhão, Brasil, e identificar a flora acompanhante. As amostragens foram definidas por indicação de informantes, e aparente frequência na comunidade vegetal; os ambientes foram descritos considerando as unidades de paisagem e histórico de uso. Como resultados, a maior área de ocorrência foi a terra firme seguida por várzeas de restinga; a principal tipologia vegetacional foi a mata secundária. O bacuri (Platonia insignis Mart.), tucum (Astrocaryum vulgare Mart.) e a murta verdadeira (Myrcia selloi (Spreng.) N. Silveira, foram às principais espécies associadas.

Fenologia de Caryocar brasiliense Camb. (Caryocaraceae) no Alto Rio Grande, sul de Minas Gerais

Phenological studies are important to understand the dynamics in forest ecosystems and also to enable adequate management of their native species. In the Cerrado regions of the high Rio Grande river (south of Minas Gerais State), Caryocar brasiliense species is found in highly distinct morphological forms with variable phenology. The aim of this study was to investigate phenological patterns within and between populations of both the tree and shrub forms of the individuals and to determine any correlation with abiotic factors. Thirty-five observations of the phenophases of the vegetative and reproductive stages were recorded ever), two weeks for 18 months. The activity index was analyzed for each stage and further analyzed to see if there were associations with the climate data by using Spearman linear correlation. The species was deciduous but leaf growth became retarded during the dry season, at which point leaf flushing stopped and total leaf fall occurred throughout the rainy season. The flowering and the fruit production occurred in the rainy season. The reproductive phase can be either annual or sub-annual. The activity index showed high synchronism within populations during the first flowering in all populations studied (> 80%). Flowering and mature fruits were highly synchronized according to Spearman correlations. Tree and shrub individuals of C. brasiliense had very similar times for their phenophases. The best period for collecting mature fruits in these regions is between February and March.