Stricto Sensu em Planejamento e Gestão Ambiental
MANUTENÇÃO DA DIVERSIDADE VEGETAL
ARBÓREA DO CERRADO EM ÁREAS UTILIZADAS
PARA PRODUÇÃO DE CARNE
Brasília - DF
2012
Autor: Karina Régia Machado Mota
Orientador: Professor Perseu Fernando
MANUTENÇÃO DA DIVERSIDADE VEGETAL ARBÓREA DO CERRADO EM ÁREAS UTILIZADAS PARA PRODUÇÃO DE CARNE
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Planejamento e Gestão Ambiental da Universidade Católica de Brasília, como requisito parcial para obtenção do Titulo de Mestre em Planejamento e Gestão Ambiental.
Orientador: Professor Perseu Fernando dos Santos, PhD.
Ficha elaborada pela Biblioteca Pós-Graduação da SIBI//UCB
M917m Mota, Karina Régia Machado
Manutenção da diversidade vegetal arbórea do cerrado em áreas utilizadas para produção de carne / Karina Régia Machado Mota – 2012.
42 f. : il. ; 30 cm.
Dissertação (mestrado) – Universidade Católica de Brasília, 2012.
Orientação: Perseu Fernando dos Santos
DEDICATÓRIA
RESUMO
O bioma savana é o quarto maior em extensão no mundo e contém uma das mais ricas biodiversidades do planeta. O Cerrado brasileiro é considerado um tipo de savana e vem sendo objeto de estudos há mais de duzentos anos. Nas últimas décadas, o Cerrado tem despertado grande interesse dos estudiosos devido a uma grande preocupação com a acelerada perda da biodiversidade, tendo as práticas antrópicas como uma das principais causadoras da sua degradação. Dentre essas, a pecuária é uma atividade econômica que tem degradado áreas nativas num ritmo acelerado, necessitando cada vez mais de novas áreas para formação de pastagens. O superpastejo, a mecanização pesada, o uso de aditivos químicos e a monocultura de forrageiras são alguns exemplos de práticas que vêm degradando áreas do Cerrado brasileiro. Práticas de manejo para a recuperação das áreas degradadas e a manutenção da biodiversidade do Cerrado devem ser mais bem pesquisadas. O trabalho foi realizado na Fazenda Água Limpa da Universidade de Brasília, Distrito Federal, onde se analisou uma área de Cerrado sensu stricto manejada para pastagem utilizando um sistema silvipastoril para produção de carne. Para o delineamento experimental foi utilizada uma área de oito hectares que foi dividida em duas áreas de quatro hectares cada, sendo uma área controle e outra área experimental. Na área experimental foi plantado a lanço o capim Andropogon gayanus cv Planaltina, e introduzidos 20 animais da raça Nelore distribuídos em cinco animais por hectare. Para análise dos dados coletados, os índices utilizados foram os Índices de Comparação Sequencial (ICS) e os Índice de Riqueza de Espécies, Índice de Simpson, Índice de Shannon e Índice de Uniformidade de Pielou. Os tratamentos estatísticos foram os de U Mann-Whitney e Kruskal Wallis. Os dados indicaram um aumento da diversidade vegetal arbórea na área experimental quando comparada com a área controle. Os resultados apresentaram maior diversidade de espécies para a área experimental e maior número de indivíduos para a área controle, concluindo que a intensidade do pastoreio influencia na diversidade vegetal arbórea do bioma Cerrado em áreas utilizadas para a produção de carne.
ABSTRACT
The savanna biome is the world fourth largest biome and contains one of the richest biodiversity of the planet. The Brazilian savanna is considered type of savanna and has been a subject of study for more than two hundred years. In recent decades, the Brazilian savanna has been an issue of great interest among researchers due to huge concern about an increasing loss of biodiversity, being anthropogenic practices one of the major causes of degradation. Among them, livestock is an economic activity that has degraded natural areas at an increasing pace, once it requires more and more new areas for cattle pasture. The overgrazing, the heavy mechanization, the use of chemical additives and forage monocultures are some examples of practices that have degraded areas of the Brazilian savanna. Management practices for recovering degraded areas and maintenance of the Brazilian savanna biodiversity should be better researched. This study was conducted at the farm Água Limpa of the University of Brasilia, Distrito Federal, where it was examined the maintenance of vegetal diversity of savanna trees stricto sensu in areas used for meat production. For the experimental outline, it was used an area of eight acres divided into two areas of four acres each, being one control area and one experimental area. In the experimental area it was planted by throwing the grass Andropogon gayanus cv planaltina, and introduced twenty Nellore cattle distributed into five animals per acre. For collected data analysis, the indices used were the Sequential Comparison Index (SCI) and the Index of Species Wealth, the Simpson Index, the Shannon Index and the Uniformity Pielou Index. The statistical treatments were the Mann-Whitney and Kruskal Wallis. The data indicated an increase in vegetal diversity of trees in the experimental area compared with the control area. The results showed greater diversity of species in the experimental area and a larger number of individuals in the control area, concluding that the intensity of grazing influences the diversity of the Brazilian savanna natural vegetation in areas used for meat production.
1 INTRODUÇÃO ... 10
2 USO DE PASTAGEM NATIVA ... 14
3 MODELO DE PASTAGEM EM SISTEMA SILVIPASTORIL (SSP) ... 16
3.1 CAPIM ANDROPOGON GAYANUS CV PLANALTINA... ...19
4 DIVERSIDADE ... 20
4.1 ÍNDICES DE DIVERSIDADE ... ...21
5 OBJETIVO ... 22
5.1 OBJETIVO ESPECÍFICO ... ...23
5.2 HIPÓTESE ... 23
6 MATERIAL E MÉTODOS ... 23
6.1 LOCAL DO ESTUDO ... 23
6.2 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL ... 23
6.3 COLETAS, IDENTIFICAÇÃO DAS ESPÉCIES VEGETAIS ARBÓREAS E CÁLCULOS DOS ÍNDICES DE DIVERSIDADE ... 25
6.4 FÓRMULAS PARA CÁLCULOS DOS ÍNDICES ... 26
6.5 ANÁLISES ESTATÍSTICAS ... 28
7 RESULTADOS ... 28
8 DISCUSSÃO ... 33
9 CONCLUSÃO ...35
1 INTRODUÇÃO
As savanas são formações vegetacionais distribuídas em todo o globo terrestre, possuindo grande variedade fitogeográfica que ocupa 20% de toda terra emersa do planeta, sendo que o continente Africano é o que possui a maior proporção no mundo, com 65% da sua área ocupada por elas, seguida da Austrália, com 60%, América do Sul, com 45% e, finalmente, o sudeste Asiático e Índia com 10% de suas áreas ocupadas por savanas (COLE, 1986).
No Brasil, o Cerrado, considerado uma savana pela classificação internacional, ocupa uma área de 2.036.448 milhões de quilômetros quadrados, cerca de 24% do território nacional (IBGE, 2004), só perdendo em extensão para a Floresta Amazônica. Apresenta uma das maiores biodiversidades do planeta, tanto em espécies vegetais quanto animais. A flora do Cerrado brasileiro conta com 4.400 espécies exclusivas de plantas (IBGE, 2008), sendo que Mendonça et al. (2008) compilaram 12.000 espécies vegetais para o bioma.
Figura 1 – Mapa de abrangência dos biomas brasileiros. Fonte: IBGE, 2004.
O Cerrado apresenta uma grande diversidade climática, na qual se encontram climas quentes (Am), quente e úmido, com estação seca pronunciada de inverno (Aw) e tropical de altitude, com verões frescos e estação seca de inverno (Cwa). De acordo com Camargo (1963), os índices pluviométricos no cerrado variam entre 1200 mm a 1800 mm anuais, com chuvas concentradas em seis meses durante o ano, entre novembro e abril. As estações climáticas bem marcadas têm sido consideradas determinantes das fisionomias savânicas do Cerrado, além de exercer grande influência sobre formações florestais, como as florestas estacionais deciduais e semideciduais (matas secas) do bioma (FELFILI et al., 2002). O lençol freático, próximo à superfície do solo, compensa os efeitos da estacionalidade para as matas de galeria, permitindo a ocorrência de floresta tropical com vinculações florísticas com as demais formações tropicais úmidas brasileiras (OLIVEIRA–FILHO & RATTER, 1995).
Neossolos, Argissolos, Hidromórficos, Nitossolos, Plintossolos, Gleissolos e em menor abrangência os Chernossolos, Planossolos e Organossolos (EMBRAPA 2006). Os Latossolos representam aproximadamente 54% dos solos do Distrito Federal (EMBRAPA 2006) e de acordo com Haridassan (1988), estão associados principalmente ao Cerrado sensu strico, apresentando geralmente, topografia com declividade inferior a 8%. Segundo a Embrapa (2002) os solos de DF apresentam ocorrência das subordens de Latossolos Vermelhos e Latossolos Vermelho-Amarelos com aproximadamente 38,63% e 15,84% de abrangência respectivamente.
Felfili & Assunção (2004) dizem que o Cerrado pode apresentar um mesmo tipo de vegetação, mas com diferentes padrões em sua composição florística, tendo tais características estreita relação com as condições do meio físico.
De acordo com Coutinho (1978), o bioma Cerrado apresenta uma gradiente de variação com paisagens de Campos Limpos até Cerradões; estes últimos apresentam uma paisagem florestal; entre esses dois estágios vegetacionais, o Cerrado ainda apresenta paisagens intermediárias, que são os Campos Sujos, Campos Cerrados e Cerrados sensu stricto. As Matas Ciliares e as Matas de Galerias são fitofisionomias florestais também do bioma.
Eiten (1972) diz que o Cerrado sensu stricto tem como característica a predominância de gramínea em seu estrato herbáceo e uma camada lenhosa, que tem suas espécies arbóreas variando de 3m a 5m de altura, sendo que a densidade varia de 600 a 1200 espécies lenhosas com diâmetro a partir de cinco centímetros. Na investigação da regeneração natural, a contagem de espécies arbóreas é dificultada pela camada espessa de gramínea que, segundo Felfili et al. (2002), troncos que estão distantes pertencem à mesma matriz radicular.
O Cerrado sensu stricto, que ocupa 70% do bioma, tem sua paisagem composta por um estrato herbáceo dominado principalmente por gramíneas e um estrato de árvores e arbustos tortuosos, com ramificações irregulares e retorcidas, variando em cobertura de 10 a 60 % (EITEN, 1994). A frequência de queimadas, a profundidade do lençol freático e os fatores antrópicos têm nítida influência na distribuição das suas espécies arbóreas (RIBEIRO & WALTER, 2008).
estudiosos na investigação de sua biodiversidade, pois é de suma importância que se conheça bem esse domínio vegetacional para que sejam elaboradas medidas de preservação e manutenção do bioma, uma vez que apenas 2,2% da área total do Cerrado estão protegidas legalmente (KLINK & MACHADO, 2005).
O Cerrado foi identificado como um dos mais ricos e ameaçados ecossistemas do mundo, sendo considerado um dos hotspot mundiais de biodiversidade (MYERS et al., 2000). O conceito de hotspot apoia-se no endemismo e ameaça de extinção. Considera-se que espécies endêmicas são restritas em distribuição, são mais especializadas e mais suscetíveis à extinção, em face às mudanças ambientais por influência antrópica, em comparação com as espécies de ampla distribuição geográfica (FELFILI et al., 2008). Os mesmos autores dizem ainda que o grau de ameaça segundo critério para o estabelecimento de um hotspot é definido pela extensão de ambiente natural perdido, com perda de pelo menos 70% de sua cobertura original. .
O Cerrado tem sido ameaçado por vários impactos ambientais como, por exemplo, o crescimento desordenado das cidades, a exploração excessiva da vida silvestre, a pesca predatória, principalmente no Pantanal, a poluição dos rios, nascentes, estuários e, finalmente, o desmatamento e o processo de implantação de pastagens cultivadas, gerando alterações na dinâmica do agrossistema. A cobertura original do Cerrado brasileiro já foi reduzida em mais de 37% (FELFILI et al., 2002), comprometendo muito a sua biodiversidade. Esse fato, somado à distribuição restrita das espécies e ao pequeno percentual de 1,1% da área legalmente declarado como Área de Proteção Ambiental, e aos 2,5% declarados como de Preservação Permanente dão ideia dos riscos de perda das informações sobre a florística da região (FELFILI & SILVA JÚNIOR, 1993).
Vários aspectos ambientais do Cerrado favoreceram a fixação humana, tais como, os ciclos climáticos constantes, associados à fauna vasta, e aspectos de paisagem ricos em abrigos naturais com grande fornecimento de fibras, lenhas, folhas ásperas que são utilizadas para acertar superfícies (AB’SÁBER 1971), além de maior oferta de frutos durante o ano inteiro comparado aos demais sistemas biogeográficos da América do Sul, permitiram a acomodação e o planejamento do homem primitivo neste bioma (BARBOSA, 2006).
biodiversidade preservada até meados do século XX, tendo pouca alteração em sua composição original.
De acordo com Colby (1990), a mudança na forma de ocupar e usar o Cerrado teve estreita relação com a fase desenvolvimentista no qual o Brasil vivia. O avanço econômico era estimulado em detrimento à ecologia. Barbosa (2003) diz que a construção de Goiânia em 1933 e, posteriormente, a de Brasília em 1960 contribuíram muito para as modificações estruturais no Cerrado. Isso se deve ao fato de que as duas cidades foram construídas para promover o avanço da economia para o centro do país, principalmente no que diz respeito à fronteira agrícola.
Iniciam-se então investimentos do governo federal em pesquisas agropecuárias, principalmente por meio da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). A topografia predominantemente plana do bioma facilitou a mecanização, associada à precipitação pluvial bem marcada em níveis adequados, com grande estabilidade do clima, transformando o Cerrado em uma área de grande potencial agrícola (BARBOSA, 2003).
Dentre os impactos negativos causados pelo novo modelo de ocupação do Cerrado, o empobrecimento genético, o empobrecimento dos ecossistemas, a destruição da vegetação natural, a propagação de espécies exóticas, a extinção da fauna nativa, a diminuição dos mananciais hídricos, a compactação e erosão dos solos, a contaminação química das águas e da biota e a proliferação de doenças desconhecidas são os efeitos com maior ocorrência no bioma (MALHEIROS & JÚNIOR, 2004).
2 USO DE PASTAGEM NATIVA
O homem sempre utilizou os recursos da natureza para sua sobrevivência. À medida que a espécie humana evoluía, percebeu-se que o excedente da produção de alimentos podia ser armazenado; então, iniciou-se o uso intensivo dos recursos naturais, sem medir as consequências (MARTINS, 1999).
No início da expansão agrícola, o modelo de pastagem era extensivo e o gado ocupava grandes áreas de pastagens nativas, pois o suprimento de alimento era abundante, mas à medida que a atividade foi se desenvolvendo, a prática do desmatamento e a introdução de espécies exóticas foram aumentando. Grandes extensões do Cerrado foram desmatadas para formação de novas áreas de pastoreio, sendo que as espécies forrageiras exóticas competiam com as nativas por água e nutrientes.
Aproximadamente, 13% da área total do Cerrado são ocupadas por pastagens nativas, que constituem provavelmente o componente mais importante a se considerar nos sistemas de produção de gado bovino no Cerrado brasileiro (IBGE, 2004). Nas últimas décadas, esse sistema tradicional de criação está deixando de ser sustentável por diversos motivos, dentre os quais, a divisão constante das terras, por venda ou herança, exigências do mercado por produtos de melhor qualidade, superpastejo. Barcelos (1996) diz que, somente nas regiões de cerrado do Brasil Central, 80% dos aproximadamente 50 milhões de hectares de pastagem apresentam algum grau de degradação, sendo essa região a responsável por 60% da produção de carne bovina do país.
A monocultura de forragem é um fator agravante para a perda da biodiversidade do Cerrado, exigindo cada vez mais aditivos químicos, mecanização pesada e uso indiscriminado do fogo que, segundo pecuaristas, melhoram a condição da forragem introduzida, mas que acarretam a exposição do solo e, consequentemente, a diminuição da sua fertilidade (MELADO, 2003). A falta de manejo adequado e o modelo convencional de pecuária são os principais fatores degradantes do bioma. Altas intensidades de pastejo podem produzir um efeito negativo na biodiversidade do Cerrado (VOISIN, 1974), degradando tanto a pastagem (forrageiras), principal fonte de alimento para o gado, quanto à biodiversidade botânica, com sérias perdas de espécies, principalmente as endêmicas, mais especializadas e suscetíveis à extinção.
al., 2000). O aumento da pressão de pastejo faz com que as forrageiras reduzam sua capacidade de crescimento devido à desfolha constante, o que diminui reservas de carboidratos, restringindo o perfilhamento, alterando o crescimento das raízes e folhas novas, tornando, assim, as espécies oportunistas competitivas com as forrageiras (NASCIMENTO JÚNIOR et al., 2004).
Voisin (1974) diz que o gado pode causar vários impactos ambientais negativos em áreas utilizadas como pastagens, destacando a compactação do solo devido ao pisoteio, como uma das principais causas. O pisoteio é consequência do superpastejo, ocorrido pela falta de manejo sustentável para a atividade econômica, visto que, quando a sustentabilidade torna-se viável, o rebanho vive em harmonia com a flora e fauna silvestre – modelo de Sistema Silvipastoril (SSP).
O Cerrado tem sofrido sérias perdas da biodiversidade devido às atividades econômicas como agricultura e pecuária. Com topografia favorável para utilização de mecanização pesada, o bioma já perdeu grande parte de sua vegetação original (MACHADO et al., 2004). Sendo a pecuária extensiva considerada atualmente a atividade antrópica que mais necessita de novas áreas para formação de pastagem; consequentemente é a atividade que mais degrada o bioma Cerrado (CARVALHO, 2007). É de suma importância a recuperação dessas áreas em seus vários estágios de degradação, pois cada vez mais as restrições ambientais impossibilitam a incorporação de novas áreas para formação de pastos.
Não se pode pensar em pastagens sustentáveis com o modelo atual de pastoreio contínuo. Segundo Sório (2000), apenas os pecuaristas do Centro-Oeste brasileiro já reformaram cerca de 50 milhões de hectares de pastagens nos últimos anos, a um custo aproximado de US$ 10 milhões. Há que se considerarem práticas alternativas para a atividade da pecuária no Cerrado brasileiro, uma vez que sustentabilidade e economia caminham lado a lado. O modelo de Sistema Silvipastoril (SSP) foi concebido como uma alternativa para essa atividade econômica, com intuito de preservar a biodiversidade do Cerrado.
3 MODELO DE PASTAGEM EM SISTEMA SILVIPASTORIL (SSP)
mecanização pesada, o bioma já perdeu grande parte de sua vegetação original (MACHADO et al., 2004). Sendo a pecuária extensiva considerada atualmente a atividade antrópica que mais necessita de novas áreas para formação de pastagem; consequentemente é a atividade que mais degrada o bioma Cerrado (CARVALHO, 2007). É de suma importância a recuperação dessas áreas em seus vários estágios de degradação, pois cada vez mais as restrições ambientais impossibilitam a incorporação de novas áreas para formação de pastos.
De acordo com Meirelles & Mochiutti (2000), a maioria dos criadores de gado não faz o manejo adequado das pastagens, mantendo um número de animais maior do que a pastagem suporta, tendo como consequência a degradação da mesma, ou seja, a cada ano o pasto vai perdendo a produtividade, e tal condição, por sua vez, causam impactos ambientais negativos. Diante de todos esses impactos negativos causados pelo modelo convencional de pastagem, práticas sustentáveis devem ser consideradas para mitigação ou até recuperação de áreas degradadas, e o modelo de Sistema Silvipastoril (SSP) é uma prática que visa recuperar e preservar áreas de pastoreio, sem o detrimento da atividade econômica. Em face de tal realidade, o modelo de sistema silvipastoril (SSP) é uma alternativa proposta para a pecuária, utilizando tecnologias agroecológicas, sendo recomendado para vários ecossistemas da América Latina (DIAS-FILHO, 2006).
Os SSPs consistem de uma combinação natural ou uma associação deliberada de um ou de vários componentes lenhosos (arbustivos e/ou arbóreos) dentro de uma pastagem de espécies de gramíneas e de leguminosas herbáceas nativas ou cultivadas, e sua utilização com ruminantes e herbívoros em pastoreio. (RIBASKI et al., 2005, 12p.).
A utilização do sistema silvipastoril existe há pelo menos 125 anos, quando no oeste dos Estados Unidos algumas iniciativas de práticas pecuárias introduziam animais em florestas nativas utilizando o sub-bosque como fonte de alimento para animais selvagens, principalmente bovinos e ovinos (ROATH & KRUEGER, 1982).
Foi sugerido como modelo de prática para agricultura/pecuária familiar, uma vez que viabiliza a produção diversificada em uma mesma área, diminuindo a utilização de insumos, quando comparada a práticas convencionais de produção, o que consequentemente minimiza custos de produção (CARVALHO et al., 1995).
A Pastagem Ecológica obtida no Cerrado, sem desmatamentos, queimadas e arações do solo, pode ser também obtida a partir de uma pastagem qualquer, no curso de poucos anos, com a aplicação criteriosa do Pastoreio Racional Voisin – Sistema Silvipastoril, com diversificação das forrageiras e de uma arborização adequada (MELADO, 2003).
3.1 CAPIM ANDROPOGON GAYANUS CV PLANALTINA
Figura 2 – Capim Andropogon Gayanus cv. Planaltina
Fonte: UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA. Fazenda Água Limpa, [s.d.]
É uma gramínea forrageira perene com crescimento ereto e entouceirado, bastante resistente ao frio e à seca, tolerando até nove meses de estiagem; tem boa produção vegetativa em altitudes que variam desde o nível do mar até aproximadamente 1.400 m de altitude, com precipitação de 1.000 a 2.000 mm/ano (ROCHA, 2009). Mantém sua atividade fotossintética e metabólica sob condições de estresse hídrico com rápida rebrota nas primeiras chuvas, embora seu crescimento seja favorecido em regiões que apresentam de três a cinco meses de estiagem. Suas touceiras têm em média 1,0 m de diâmetro e altura entre 1,0 a 3,0 m (CARVALHO et al., 1995). O capim Andropogon gayanus é também uma opção para formação de pastagens cultivadas e para o enriquecimento das pastagens nativas (SOUSA, 2003). Nicola et al. (1984) dizem que as qualidades do capim supracitado são inúmeras, tais como, boa compatibilidade com leguminosas, ser menos atacado pela cigarrinha das pastagens quando comparado às gramíneas do gênero Brachiarias, apresentar uma boa resistência à seca e ao fogo e um bom potencial para produção de sementes, tolerando muito bem solos com baixa fertilidade e altos teores de alumínio.
A semeadura deve ser feita no início das chuvas (outubro/novembro), podendo ser realizada por meio de sulcos (espaçamento de 0,6 – 10 m entre si), em covas no caso de mudas (0,5 x 0,5 m), ou a lanço (SOUSA, 2003), sendo a semeadura a lanço recomendada nos casos de consorciação com leguminosas ou outras espécies arbóreas.
4 DIVERSIDADE
Diversidade de espécies’ refere-se à variedade de espécies de organismos vivos numa determinada comunidade, habitat ou região, sendo considerado um aspecto favorável de comunidades naturais (MEIRA NETO et al., 2003).
A caracterização fitossociológica de uma floresta é auxiliada pela avaliação de diversos parâmetros numéricos que expressam a estrutura horizontal da mesma. Além de informações exclusivamente qualitativas, como a composição florística da comunidade, os parâmetros quantitativos assumem uma posição importante no estudo de um ecossistema florestal (MEIRA NETO et al., 2003).
que são a riqueza e a uniformidade de espécie(s), baseados na densidade e abundância, que podem ser estimados isoladamente ou combinados entre si (ODUM, 1988).
Ainda Odum (1988) diz que a diversidade de espécie é aumentada à medida que a área também aumenta e suas latitudes estejam próximas à linha do Equador onde há maior intensidade de luz, sendo que pode ser diminuída em ecossistemas que sofrem algum estresse decorrente de distúrbios antrópicos ou eventos naturais, além de diminuição também quando ocorre competição em comunidades estáveis.
4.1 ÍNDICES DE DIVERSIDADE
Alguns índices são amplamente utilizados como parâmetros na estimativa de diversidade, combinando os componentes de riqueza (abundância) e dominância. São eles:
determinada área (CAIRNS, 1971). A análise da diversidade quantitativa em uma comunidade de flora mostra que o alto valor do índice de diversidade é um indicativo, na maioria dos casos, de uma comunidade bem estruturada, onde ocorrem muitas espécies, e quando geralmente ocorrem poucos exemplares por espécie, o índice mostra valores baixos; neste caso, o ambiente é bastante frágil e suscetível à degradação (CAIRNS, 1971).
- Índice de Simpson reflete a probabilidade de dois indivíduos aleatórios pertencerem à mesma espécie. É um índice de dominância que varia de zero a um, sendo que, quanto maior o valor, maior a dominância por uma ou poucas espécies e, consequentemente, menor a diversidade. Outra vantagem na utilização do referido índice é que se estima também a proporção do total de ocorrência de cada espécie (CARVALHO, 1982).
- Índice de Shannon mede o grau de incerteza em considerar a que espécie determinado indivíduo selecionado ao acaso pertencerá, sendo que o grau de incerteza será menor à medida que o valor do Índice de Shannon for menor também. Demonstra espécies raras, maior diversidade. Sendo que a diversidade será alta à medida que o valor do índice seja maior (CARVALHO, 1982). É relativamente independente do tamanho da amostra (ODUM, 1988).
- O Índice de Uniformidade de Pielou (J`) expressa a relação entre a diversidade real e a diversidade máxima teórica. É uma medida de uniformidade da comunidade (ODUM, 1988).
- Índice de Riqueza de Espécies é o número de espécies presentes em uma determinada comunidade tendo os valores expressos em números quantitativamente, quanto maior o número de espécies, maior a riqueza de uma determinada comunidade (MEIRA NETO et al., 2003).
5 OBJETIVO
5.1 OBJETIVO ESPECÍFICO
Verificar se o índice de diversidade de espécies vegetais arbóreas é mantido no Cerrado sensu stricto, em áreas utilizadas para pastagens.
5.2 HIPÓTESE
A H0 é que o índice de diversidade vegetal arbórea no Cerrado sensu stricto se mantém
com o impacto da pastagem, e a HA é que o índice se modifique.
6 MATERIAL E MÉTODOS
6.1 LOCAL DO ESTUDO
O estudo foi realizado na Fazenda Água Limpa (FAL), estação ecológica da Universidade de Brasília, localizada ao sul do Distrito Federal a 15°56' S e 47°46' W, altitude 1100 m, numa área 4.390 hectares. A investigação foi realizada numa área de oito hectares, dividida entre área experimental com vinte animais da raça nelore para produção de carne e área controle sendo uma área de vegetação secundária sem pastoreio.
6.2 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL
outro para área controle; cada transecto foi dividido em subtransectos, quatro na área experimental e quatro na área controle, em cada subtransecto foram distribuídos ao acaso, onze pontos para cada piquete de um hectare. O espaçamento entre cada ponto dos subtransectos foi de aproximadamente 10m entre si, e delimitou-se 3m de diâmetro para coleta em cada ponto dos subtransectos. Em cada réplica, os pontos dos subtransectos foram dispostos aproximadamente ao meio de cada área como mostra a figura 2.
Figura 3 – Foto aérea dos transectos com os pontos de coletas para área experimental e controle. Fonte: UNIVERSIDADE DE BRASÍLIA. Fazenda Água Limpa (FAL).
6.3 COLETAS, IDENTIFICAÇÃO DAS ESPÉCIES VEGETAIS ARBÓREAS E CÁLCULOS DOS ÍNDICES DE DIVERSIDADE
A coleta do material para análise dos dados foi feita de fevereiro a maio de 2010. Foram coletadas espécies arbóreas (folhas, caules – partes do ritidoma, inflorescências) aleatoriamente e destinadas à análise comparativa, de acordo com o método do Índice de Comparação Sequencial (ICS) e com o auxilio do guia de campo 100 Arvores do Cerrado (SILVA JUNIOR et al. 2005). As espécies coletadas foram acondicionadas em sacos brancos transparentes com identificação superficial para posterior análise, foram também identificadas e seus diâmetros mensurados por fita métrica.
pois eles pertencem à outra camada da vegetação e não se transformarão em árvores, não sendo, portanto, regeneração natural.
A metodologia utilizada para análise da diversidade da flora foi realizada por meio de Índices de Diversidade como o Índice de Simpson (c), o Índice de Shannon (Ħ), o Índice de Riqueza de Espécies(d) e o Índice de Uniformidade de Pielou (e), para a área experimental e para a área controle, respectivamente. O método foi utilizado como ferramenta, servindo como parâmetro da influência do modelo silvipastoril (distúrbio antrópico) na diversidade arbórea do Cerrado sensu stricto (PORTO et al., 2009).
6.4 FÓRMULAS PARA CÁLCULOS DOS ÍNDICES
Índice de Comparação Sequencial (ICS):
Calculado por meio da equação:
ID = Ln/An
Sendo:
ID: índice de diversidade;
Ln: números de leituras, ou seja, o número de espécies coletadas em cada ponto;
An: número de amostras coletadas em cada ponto, ou o número total de indivíduos coletados em cada ponto.
O resultado das leituras e a quantidade de parcelas efetuadas são dados na equação a seguir:
ID(m) = DI`s/nDI`s
Onde:
ID(m) é o índice de diversidade média;
DI`s é a soma total dos valores dos índices de diversidade; e
Índice de Simpson (IS):
Is= Σ ni (ni -1)/ N (N-1)
Sendo
Is = diversidade de Simpson;
ni= nº de indivíduos de cada espécie;
N = nº de indivíduos.
Índice de Shannon (H’): H' = - ∑ Pi Log Pi
Sendo
pi = valor importância
log = base 2 ou 10 ou neperiano
Índice de Riqueza de Espécies (ED):
ED = Sobs + s1(f-1/f)
Onde
Sobs = número de espécies observadas;
s1 = o número de espécie que está presente em somente um agrupamento (espécie de um agrupamento); e
f = o número de agrupamento que contém enésima espécie de um agrupamento.
Índice de Pielou (J’):
J’ = H’/Hmax= H’/LnS
Onde
H’ = Índice de Shanon-Wiener e Wiener
Hmax' é dado pela seguinte expressão:
s = é o número de espécies amostradas.
6.5 ANÁLISES ESTATÍSTICAS
Para a análise estatística dos índices foram utilizados os testes não paramétricos de U de Mann-Whitney e Kruskal Wallis, também chamados de testes de distribuição livre, pois não há exigências quanto ao conhecimento da distribuição da variável na população para comparação de dois grupos independentes (ROCHA, 2009) e são indicados para testes com pequeno número amostral onde não há uma distribuição normal. O teste não paramétrico traz vantagens nos casos em que não se conhece a distribuição dos dados na população, quando há uma distribuição assimétrica, quando a variável é medida em escala ordinal, sendo teste de aplicação ampla (LUCAS et al., 2009).
O teste de Mann Whitney é usado para comparar médias de duas amostras independentes, tendo como único pressuposto que as amostras sejam independentes e aleatórias e que as variáveis em análise sejam numéricas ou ordinais (ROCHA 2009). As observações das duas amostras são combinadas numa única variável de tamanho N1 + N2, sendo
identificadas as respectivas proveniências (LUCAS et al. 2009). De acordo com Crespo (2009), o conjunto de observações assim constituído pela junção das duas amostras é ordenado por ordem crescente, atribuindo o número de ordem 1 à observação menor e o número de ordem N1+N2 à observação maior. Assim como Mann Whitney, o teste de Kruskal
Wallis converte os dados em postos, é um teste não paramétrico utilizado para comparar três ou mais amostras. Ele é usado para testar a hipótese nula de que todas as populações possuem funções de distribuição iguais contra a hipótese alternativa de que ao menos duas das populações possuem funções de distribuição diferentes (MAGALHAES 2009).
7 RESULTADOS
número de espécies, observamos que a área experimental apresentou um número maior de espécies em relação à área controle, como demonstrado na Tabela 01.
Tabela 1 – Número de indivíduos e número de espécies por transecto
Área Controle Área Experimental
Transecto 1 2 3 4 1 2 3 4
Número de Indivíduos (N) 108 116 113 111 45 45 27 32
Número de Espécies (S) 6 4 6 3 19 16 16 11
A Tabela 02 apresenta os valores dos Índices de Diversidade dos transectos demonstrando que a área experimental apresentou maiores valores para os índices. Sendo que o índice de Simpson (dominância) apresentou menores valores.
Tabela 2 – Índices de Diversidade
Área Controle Área Experimental
Transecto 1 2 3 4 1 2 3 4 Índice de Comparação Sequencia
(ICS)
0, 55 0, 38 0, 27 0, 38 0, 72 0, 61 0, 97 0, 83
Índice de Simpson (c) 0, 93 0, 92 0, 92 0, 89 0,78 0,69 0, 68 0, 59
Índice de Shannon (Ħ) 1, 63 1, 25 1, 27 0, 96 2, 82 2, 66 2, 62 2, 32 Índice de Riqueza de Espécies (d) 1, 07 0, 63 1, 06 0, 42 4, 73 3, 94 4, 55 2, 89 Índice de Uniformidade de Pielou
(e)
0, 91 0, 90 0, 71 0, 87 0, 96 0, 96 0, 95 0, 97
Tabela 3 – Teste Estatístico de Mann Whitney
Área Controle Experimental
Índice de Comparação Sequencial ( ICS) - (U= 0,232; p<0,020 / z= 2,321) 2,50 6,50 Índice de Simpson (Is) – (U = 0,231; p<0,020 / z =2,323) 2,49 6,50
Índice de Shannon (H’) – (U = 0,231; p<0,021 / z = 2,309) 2,51 6,66
Índice de Riqueza de Espécies – (U = 0,233; p<0,021 / z = 2,308) 2,50 6,50
Índice de Pielou (J’) – (U = 0,232; p<0,021 / z = 2,323) 2,54 6,51
Nº de Indivíduos – (U=109,50; p<0,000 / z= 7,185) 64,01 24,99
Na análise estatística do teste de Kruskal Wallis (Tab. 03), foi encontrada diferença significativa entre os subtransectos da área controle (x2=9, 071; gl=3; p=0,021).
Tabela 4– Resultados do teste de Kruskal-Wallis para os índices de comparação sequencial (ICS)
Teste Kruskal Wallis
KW x2 gl Sign. (p)
Índice de Comparação
Sequencia 0,295 3 0,961
Índice de Simpson 1,560 3 0,668
Índice de Shannon 1,500 3 0,682
Índice de Riqueza de Espécies 1,667 3 0,644 Índice de Uniformidade de
Pielou 1,054 3 0,788
Índices Transecto
1 2 3 4
Índice de Comparação
Sequencia 5,00 3,75 4,50 4,75
Índice de Simpson 6,00 4,75 4,25 3,00
Índice de Shannon 6,00 4,50 4,50 3,00
Índice de Riqueza de Espécies 6,00 4,00 5,00 3,00
Índice de Uniformidade de
Tabela 5 – Quantidades e nomenclaturas das espécies coletadas
Área Controle Área Experimental
Transecto 1 2 3 4 1 2 3
Acosmium dasycarpum (Amargozinha) - - - - 1 1 - -
Anacardium occidentale (Cajueiro) - - - - 2 - - -
Aspidosperma tomentosum (
Peroba-do-cerrado) - - - 1 -
Bowdichia virgilioides (
Sucupira-preta)
- - - -
2 3 1 -
Brosimum gaudichaudii (
Mama-cadela) - - - - 1 3 - -
Byrsonima verbascifolia (Muricizão) - - 1 - - 3 1 -
Caryocar brasiliense (Pequi)
- - - 3 1 3
Dalbergia miscolobium
(Jacarandá-do-cerrado) - - - 1 - -
Davilla elliptica (Lixeirinha) - - - - 3 4 2 4
Diospyros burchellii (Olho-de-boi)
- - - 3 - -
Eremanthus glomerulatus
Área Controle Área Experimental
Transecto 1 2 3 4 1 2 3 4
Guapira noxia (Caparrosa)
- - - - 3 - 3 4
Kielmeyera coriácea (Pau-santo) - - - - 4 5 3 2
Kielmeyera speciosa (Pau-santo) 28 29 22 49 3 5 4 3
Miconia burchellii (Pixirica) - - - - 1 3 - 2
Miconia ferruginata (Pixirica) - - - 3 - 2
Miconia pohliana (Pixirica) - - - - 1 1 2 1
Norantea adamantium (Mel-de-arara) 30 47 38 12 3 - -
-
Norantea guianensis (Flor-de-papagaio) - - - - 5 1 - -
Piptocarpharotundifolia (Coração-de-negro) 8 8 - - 2 - -
Plathymenia reticulata (Vinhático-do-campo) - - 1 - - - 1 2
Plenckia polpunea (Marmelo-do-cerrado) 25 32 46 50 3 - - -
Pseudobombax tomentosum (Embiruçu) - - - 1 -
Pterodon pubescens (Sucupira-branca)
- - - 2 - -
Salacia crassifólia (Bacupari-do-cerrado) - - - - 1 - - -
Área Controle Área Experimental
Transecto 1 2 3 4 1 2 3 4
Sclerolobium paniculatum (Carvoeiro) - - - - 1 - 1 -
Strychnos pseudoquinav (Quina-do-cerrado)
- - - 4 - -
Symplocos rhamnifolia (Congonha) 7 - 5 - 3 - - -
Terminaliafagifolia
(Orelha-de-cachorro) - - - 1 -
8 DISCUSSÃO
pasto, espécie (s) de forrageira (s) introduzida (s) na área, espécies da vegetação nativa, além de condições abióticas como o clima, o solo, topografia etc. (WESTOBY et al. 1989). Estudos semelhantes feitos por Milchunas et al. (1988) comparando diversos ecossistemas com longo ou com curto histórico de pastejo, sob condições ambientais sub-úmidas e semi-áridas, mostraram que áreas de pastagem com curto histórico de evolução e alta produção apresentam um declínio acelerado em sua diversidade quando comparados com áreas com longo histórico de pastagem e altas intensidades. Mas Cingolani et al. (2005) quando desenvolveram um novo modelo de avaliação, oriundo dos modelos anteriormente descritos (M S L model e S-T model, desenvolvidos por Milhcunas et al.1988 e Westoby et al. 1989 e Laycock 1991), com o objetivo de utilizar um modelo mais aplicável em situações reais, observaram que as espécies nativas de uma área com curto histórico de pastagem e altas intensidades de pastoreio podem desenvolver dinâmica diferente do modelo proposto por Milchunas et al. (1988), pois as espécies vegetais desses sistemas de pastoreio ainda não desenvolveram o mecanismo de resiliência ao pastejo. Ainda Milchunas e Lauenroth (1988) dizem que mudanças na composição vegetativa com variação na intensidade de pastagem podem ser mais reversíveis em áreas com longo histórico de pastoreio. Bakker et al. (2006), dizem que pastagens naturais nos Estados Unidos e Europa para grandes herbívoros, tiveram sua diversidade aumentada nas áreas com boa produtividade e bom teor de umidade. Em uma pastagem natural nos EUA, Frank (2007) investigou a interação de grandes herbívoros na produtividade da pastagem e sua relação na diversidade vegetal, e segundo o autor, os herbívoros aumentam a diversidade local independente da produtividade da pastagem, foi observado também efeito nulo para pastagens pouco produtivas e grande aumento da riqueza de diversidade à medida que a produtividade da pastagem era maior. Ainda segundo o autor a capacidade que uma espécie tem de colonizar espaços abertos da pastagem é o fator mais positivo sobre a influência positiva de herbívoros na diversidade de espécies vegetais num dado sistema.
semelhantes aos obtidos neste trabalho. Nesses sistemas, geralmente, as espécies vegetais investem seus recursos para um crescimento mais sustentado em vez de reprodução e recuperação após os distúrbios, sugerindo que são menos reversíveis aos eventos externos. A formação vegetativa pode ter sua composição florística bastante alterada proveniente do tipo e da intensidade do pastejo (MILCHUMAS 1988). Estudo semelhante ao referido trabalho, realizado por Ash e McIvor (1998), em um modelo de pastagem savânica, com curto histórico de pastoreio e alta produtividade, demonstraram que nesse modelo de pastoreio, a sucessão vegetativa é alterada devido ao pastejo, ocorrendo geralmente uma grande diversidade de espécies na busca do equilíbrio do sistema (CINGOLANI 2005) com decréscimo da diversidade de espécies se for utilizado num longo período. Segundo Ash e McIvor (1998), nesse tipo de vegetação as espécies de gramíneas fornecidas como forrageiras são em sua maioria eretas, medindo aproximadamente 1,5 m de altura e irreversíveis na composição vegetativa.
Áreas que sofrem menos distúrbios antrópicos mantêm condições vegetativas mais equilibradas, geralmente ocorrendo dominância de algumas espécies em detrimento de outras (FELFILI et al. 1998). Uma área homogênea sugere que há uma maior diversidade de espécies vegetais. Sistemas de pastagens em comunidades nativas podem ter sua diversidade vegetal aumentada devido à introdução de espécies exóticas, sendo que a propagação dessas espécies pode ser auxiliada pela dispersão decorrente do pastejo. Segundo Dias-Filho e Ferreira (2008), em ecossistemas de pastagens, alguns estudos dizem que a resistência a espécies exóticas, a produção de biomassa e a estabilidade do sistema estão estreitamente relacionadas à biodiversidade, embora a biodiversidade seja uma variável importante em sistemas agrícolas e naturais (CINGOLANI et al. 2005), não há nenhum estudo conclusivo acerca do assunto (THOMPSON E STARZOMSKI 2007). No entanto, há uma certeza da necessidade em avançar os estudos científicos sobre os serviços ambientais disponibilizados pela biodiversidade, principalmente em sistemas agropecuários (JACKSON et al. 2007).
frutos carnosos, que auxiliam no processo de dispersão (VIEIRA et al.. 2002). Felfili et al. (2008) afirmam que o aumento da diversidade de espécies em áreas manejadas por pastagens pode se decorrentes da introdução de espécies exóticas, e que, geralmente competem com as espécies nativas do Cerrado. Espécies ocorridas exclusivamente na área que não sofreu o distúrbio da pastagem, como Eremanthus glomerulatus, Plenckia polpunea, Symplocos rhamnifolia e outras, sugere que há um equilíbrio vegetativo na sucessão, apresentando espécies dominantes, pois geralmente áreas com pouco impacto antrópico são mais estáveis e menos suscetíveis a espécies invasoras (CARVALHO 1998).
9. CONCLUSÃO
O pastoreio tem estreita relação com a diversidade vegetal arbórea do Cerrado sensu stricto, portanto, os resultados apresentados no presente trabalho sugerem que a intensidade do pastejo influencia na diversidade vegetal arbórea do Cerrado, sendo o número de animais, o tamanho da área e a capacidade de suporte do solo importantes fatores nessa influência. O estudo ainda sugere que o efeito do pastejo no Cerrado tem resultados semelhantes a outros trabalhos desenvolvidos nos EUA e Europa em áreas com vegetação savânica.
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