Projeto - Inventário Florestal de Minas Gerais Project - Forest Inventory of Minas Gerais

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1 Projeto - Inventário Florestal de Minas Gerais Project - Forest Inventory of Minas Gerais Livro Inventário Florestal de Minas Gerais - Floresta Estacional Decidual: Florística, Estrutura, Diversidade, Similaridade, Distribuição Diamétrica e de Altura, Volumetria, Tendências de Crescimento e Áreas Aptas para Manejo Florestal Book Forest Inventory of Minas Gerais Seasonal Deciduous Forest: Floristics, Structure, Diversity, Similarity, Diameter and Height Distribution, Volume, Growth Trends and Areas Suitable for Forest Management Capítulo VI Diversidade, equabilidade e similaridade no Domínio da Caatinga Chapter VI Diversity, equability and similarity in the Caatinga Domain

2 Resumo do livro Inventário Florestal de Minas Gerais - Floresta Estacional Decidual: Florística, Estrutura, Diversidade, Similaridade, Distribuição Diamétrica e de Altura, Volumetria, Tendências de Crescimento e Áreas Aptas para Manejo Florestal Este volume da série Inventário Florestal de Minas Gerais foi desenvolvido especificamente para os que têm interesse em conhecer o Domínio da Caatinga. De um total de parcelas, dispersas nos 169 fragmentos mensurados no Estado, 571 se situam no Domínio da Caatinga, na fisionomia Floresta Estacional Decidual. Nessa obra, constituída de dez capítulos, aborda-se a caracterização e a amostragem das áreas inventariadas, a definição dos grupos fisionômicos e a lista de espécies indicadoras desses grupos. Além disso, analisou-se a composição florística da fisionomia e dos grupos fisionômicos, a suficiência amostral que valida as inferências feitas nos diversos capítulos dessa publicação, a estrutura fitossociológica dos fragmentos amostrados e dos grupos fisionômicos, a diversidade da flora, a similaridade existente entre a flora identificada nos fragmentos, a equabilidade, a estrutura diamétrica e de altura dos fragmentos e das espécies mais plásticas, as tendências de crescimento das espécies mais plásticas, o inventário quantitativo por fragmento e por fisionomia e as áreas com aptidão para manejo na Floresta Estacional Decidual. Book Abstract Forest Inventory of Minas Gerais Seasonal Deciduous Forest: Floristics, Structure, Diversity, Similarity, Diameter and Height Distribution, Volume, Growth Trends and Areas Suitable for Forest Management This volume of the series "Forest Inventory of Minas Gerais" was developed specifically for those who have an interest in knowledge of the Caatinga Domain (Semi-arid). From a total of 4,456 plots, dispersed in 169 forest fragments measured in the State, 571 lie in the Caatinga Domain, in the Seasonal Deciduous Forest physiognomy. This work consists of ten chapters, discussing the characterization and sampling of the inventoried areas, the definition of physiognomic groups and lists the indicator species of these groups. Additional topics discussed in this publication are: the floristics composition of the forest fragments and physiognomic groups, the sampling sufficiency that validates the inferences made in the various chapters of this publication, the phytosociological structure of the sampled fragments and physiognomic groups, the flora diversity, the similarity between the flora identified in the different fragments, equability, diameter and height structure of the fragments and for the species with most plasticity, growth trends for the species with most plasticity, the quantitative inventory per fragment and physiognomic groups and Seasonal Deciduous areas suitable for forest management. * Este capítulo é um componente do Mapeamento e Inventário da Flora Nativa e dos Reflorestamentos de Minas Gerais e, deve ser citado quando parte desta publicação for reproduzida. * This Chapter is a component of Mapping and Inventory of Native Flora and Refosrestation of Minas Gerais, and should be cited when part of this publication is reproduced. SCOLFORO, J. R. et al. Diversidade, equabilidade e similaridade no domínio da caatinga. In: MELLO, J. M.; SCOLFORO, J. R.; CARVALHO, L. M. T.(Ed.). Inventário Florestal de Minas Gerais: Floresta Estacional Decidual - Florística, Estrutura, Similaridade, Distribuição Diamétrica e de Altura, Volumetria, Tendências de Crescimento e Manejo Florestal. Lavras: UFLA, cap. 6, p

3 CAPÍTULO VI DIVERSIDADE, EQUABILIDADE E SIMILARIDADE NO DOMÍNIO DA CAATINGA José Roberto Scolforo Antonio Donizette de Oliveira Antonio Carlos Ferraz Filho José Márcio de Mello A diversidade não está correlacionada à densidade de indivíduos na população, mas sim ao conjunto de espécies e o seu número de representantes. Uma das maneiras de quantificá-la é por meio da contagem das espécies presentes nas amostras. De acordo com Mac Arthur (1964) a diversidade é a própria riqueza de espécies na área. E segundo Hill (1973), a diversidade é um parâmetro possível de ser mensurado, cujos valores encontrados podem ser explicados por uma série de teorias e expressões matemáticas. Whittaker (1977) atribuía ao conceito de riqueza de espécie, como o número de espécies amostradas na comunidade, o que poderia ser uma definição de diversidade. Assim, durante seus estudos surgiu outro conceito, que é o de equabilidade, definida como a igualdade relativa dos valores de importância de espécies numa amostra, ou a similaridade relativa dos valores de importância de espécies adjacentes, numa seqüência da espécie de maior valor para a de menor valor de importância. Esta nova descoberta complementa a idéia anterior, passando a fornecer uma estimativa de como os indivíduos se distribuem entre as espécies de um determinado habitat ou amostra. A diversidade é composta por dois elementos: a variedade e a abundância relativa das espécies. Segundo Mueller-Dombois & Ellenberg (1974), na maioria das vezes os estudos de diversidade estão relacionados aos padrões de variação espacial e ambiental. Desse modo, quanto maior a variação ambiental, maior será a diversidade de espécies do ecossistema. Sai & Mishra (1986), relatam que apesar do grande número de trabalhos que utilizam o índice de Shannon, seu uso torna-se restrito em florestas tropicais. Novos índices foram estudados para a quantificação da diversidade e similaridade, podendo citar o Coeficiente de mistura de Jentsch, e os índices de Simpson, de McIntosh, de Czekanowski, dentre outros. Já para expressar a similaridade, outros índices são credenciados, como: Sorensen e Jaccard. O índice de diversidade de Shannon baseia-se na teoria da informação (Ludwig & Reynolds, 1988) e fornece uma idéia do grau de incerteza em prever, a qual espécie pertenceria um indivíduo retirado aleatoriamente da população. Já o índice de Simpson, tem formulação derivada da teoria das probabilidades e utilizado em análises quantitativas de comunidades biológicas. Este índice fornece a idéia da probabilidade de se coletar aleatoriamente dois indivíduos da comunidade e, obrigatoriamente, pertencerem à espécies diferentes (Gorenstein, 2002). Entretanto as medidas de diversidade resultantes de índices, podem servir como indicadores do equilíbrio de sistemas ecológicos, funcionando como ferramenta para o manejo ambiental (Magurran, 1988). 117

4 6.1 DIVERSIDADE A variação de espécies existentes entre comunidades, pode ser representada e quantificada de diversas maneiras: a mais comum delas é por meio dos índices de diversidade. Segundo Pielou (1975), esta característica de variar o número de espécies nas comunidades é denominada diversidade, que apresenta a mesma lógica da medida de variância, calculada estatisticamente em variáveis quantitativas. Desta forma, para avaliar a diversidade nos fragmentos, utilizou-se o índice de Simpson (Poole, 1974), o Quociente de Mistura de Jentsch, o Índice de eqüabilidade de Pielou e o índice de Shannon (Ludwig & Reynolds, 1988). As fórmulas utilizadas para calcular os índices foram: Quociente de Mistura de Jentsch (QM) - ele representa o número total de espécies em relação ao número de indivíduos amostrados encontradas no povoamento. Quanto maior a mistura, ou seja, maior numerador, maior será a diversidade. Podendo assim realizar comparações entre comunidades, sua formulação é a seguinte: Onde: S - número total de espécies; n - o número de indivíduos. Índice de Simpson (S ) - resultado da teoria das probabilidades e utilizado em análises quantitativas de comunidades biológicas. Este índice fornece a idéia da probabilidade de se coletar aleatoriamente 2 indivíduos da comunidade, e obrigatoriamente pertencerem a espécies diferentes (Gorenstein, 2002). Onde: n i - número de indivíduos amostrados para a i-ésima espécie; N - número total de indivíduos amostrados. O valor calculado de S ocorre na escala de 0 a 1, sendo que os valores próximos de 1 indicam menor diversidade. Índice de Shannon (H ) - provém da teoria da informação (Ludwig & Reynolds, 1988) e fornece a idéia do grau de incerteza em prever, qual seria a espécie pertencente a um indivíduo da população se retirado aleatoriamente (Lamprecht, 1990). Quanto maior o valor de H, maior a diversidade florística da área em estudo. Ele é calculado conforme o que se segue: - Onde: Ln - logaritmo neperiano; n i e N - definidos anteriormente. Com os resultados encontrados pelo índice de Shannon (H ) nos fragmentos, aplicou-se um teste estatístico paramétrico proposto por Hutcheson (1970). As amostras foram comparadas a fim de verificar se existia ou não diferença significativa entre estes valores. Este procedimento foi necessário, já que para alguns valores, não foi possível separar visualmente qual fragmento apresentava maior diversidade. 118

5 A metodologia empregada para este teste encontra-se a seguir: - Hipótese testada Onde: - índice de diversidade do fragmento A; - índice de diversidade do fragmento B. 2 2 ni ni ni ni. ln.. ln. N N N N S 1 - Variância de H para cada fragmento ( σ H' ) = 2 N 2N Onde: N, S, n i e ln já foram definidos anteriormente. - Grau de liberdade (GL) - Valor de t calculado - Condição se ; rejeita H 0 se ; aceita H 0 Índice de Eqüabilidade de Pielou (J ) - é derivado do índice de diversidade de Shannon e permite representar a uniformidade da distribuição dos indivíduos entre as espécies existentes (Pielou, 1966). Seu valor apresenta uma amplitude de 0 (uniformidade mínima) a 1 (uniformidade máxima), a expressão que a representa é: Onde: sendo S - número total de espécies amostradas; H - índice de diversidade de Shannon. Como se esperava, a diversidade apresentou padrões de variação dentro do Caatinga. Isso é proporcionado pela presença de inúmeras fisionomias e fatores ambientais, como o clima e sua localização (latitude e altitude), que podem contribuir na distribuição da riqueza das espécies nas comunidades, determinando mudanças consideráveis na diversidade de alguns fragmentos (Tabela 6.1). 119

6 Os índices de diversidade podem ser utilizados para comparar áreas, desde que a metodologia de amostragem e a mensuração dos indivíduos sejam a mesma para as diferentes áreas. Da Tabela 6.1 pode-se inferir sobre os índices de Shannon, Simpson, Pielou e Quociente de Mistura, para os fragmentos amostrados na Caatinga. A amplitude do índice de diversidade de Shannon foi de2,544 (F16 ) a 3,707 (F82 ). A amplitude do índice de Simpson foi de 0,040 (F82) a 0,156 (F76). Já para o Quociente de Mistura a amplitude foi de 0,015 (F149) a 0,200 (F77), e para o índice de equabilidade de Pielou, a variação foi de 0,657 (F16 e 83) a 0,855 (F78). Tabela Comportamento apresentado pelos índices de Diversidade e Equabilidade, nos fragmentos pertencentes a Caatinga, com sua respectiva intensidade amostral e área total. GF Frag. Município AF (ha) A (ha) N/ha H J QM S I 79 Manga 10763, ,0 3,122 0,669 0,015 0,084 I 82 Matias Cardoso 27146, ,0 3,707 0,781 0,016 0,040 I 83 Matias Cardoso 6324, ,0 3,169 0,657 0,018 0,063 I 144 Pai Pedro 154,7 1,5 1161,0 3,068 0,784 0,029 0,064 I 148 Jaíba 7407, ,0 3,110 0,714 0,018 0,067 I 149 Jaíba 85388, ,0 3,609 0,750 0,015 0,044 I 150 Matias Cardoso 12089, ,0 2,947 0,711 0,019 0,082 I 172 Matias Cardoso 20500, ,0 3,152 0,683 0,021 0,076 II 16 Salinas 144, ,0 2,544 0,657 0,021 0,142 II 76 Januária 4,8 0, ,0 2,953 0,672 0,143 0,156 II 77 São João das Missões 7,9 0,75 340,0 3,335 0,848 0,200 0,054 II 78 São João das Missões 17,1 0,3 570,0 2,935 0,855 0,181 0,074 II 81 Jaíba 85,9 0,85 831,0 3,475 0,793 0,113 0,057 III 20 Jenipapo de Minas 406,9 1,5 1093,0 3,320 0,755 0,049 0,054 III 110 Araçuaí 209,7 1,6 954,0 3,091 0,790 0,033 0,064 Onde: GF- Grupo Fisionômico; AF- Área do Fragmento (ha), A- intensidade amostral (ha), N/ha- número de indivíduos por hectare, H -índice de Shannon, S- índice de Simpson, J - Equabilidade de Pielou e QM- Quociente de Mistura de Jentsch. Os índices adotados neste estudo para expressar a diversidade da flora indicam que a maioria dos fragmentos amostrados apresentam diversidade equivalentes a do Cerrado Sensu Stricto (Scolforo et al 2008). Para o Domínio da Caatinga há fragmentos com alta riqueza de flora, como o caso do F82, e fragmentos que fornecem a idéia de desequilíbrio, como o caso do F16, que apresenta o menor valor. Segundo Pinto (2003), os baixos valores encontrados determinam certa dominância ecológica de poucas espécies, que predominam na comunidade. Assim, esses valores reduzidos indicam uma possível redução da diversidade. A variabilidade na riqueza das espécies da flora da Caatinga é inferior a do Cerrado devido à maior área de abrangência do Cerrado em relação a Caatinga o que faz com que haja muita variação dos fatores ambientais (Scolforo et al 2008). Outra causa da grande variabilidade da riqueza de espécies é também, a antropização a que parte dos fragmentos está submetida. Em relação a equabilidade, observou-se que em algumas regiões, como é o caso de São João das Missões, Araçuaí e Pai Pedro, os valores destes índices são uniformes e altos, tendendo à uniformidade máxima. As regiões onde estão presentes as Unidades de Conservação Integral, sejam Federais, Estaduais, Municipais ou particulares apresentam invariavelmente diversidade muito expressiva, como é o caso do Parque Estadual Mata Seca Manga (F79), Parque Estadual Verde Grande Matias Cardoso (82), Reserva Biológica de Jaíba Matias Cardoso (83), Reserva Biológica Serra Azul Jaíba (148), APA da Serra do Sabonetal Jaíba (149) e Parque Estadual Lagoa do Cajueiro (172). A exceção ocorre na APA Lagedão Matias Cardoso (150) que apresenta uma boa diversidade, porém, abaixo da esperada para Unidades de Conservação, indicando um alto grau de antropização dentre outros, como mostrado na Tabela 6.1. A variação da diversidade, indicada pelos índices adotados nesse trabalho para o Domínio da Caatinga, é mostrada na Tabela

7 Tabela Valores extremos de diversidade para os índices de Shannon (H ), Simpson (S), Equabilidade de Pielou FISIONOMIA Floresta Estacional Decidual (J ) e Quociente de Mistura de Jentsch (QM) para o Domínio da Caatinga. H S J QM Menor Índice Maior Índice Menor Índice Maior Índice Menor Índice Maior Índice Menor Índice Maior Índice 0,657 (F16 e 0,015 (F79 e 2,544 (F16) 3,707 (82) 0,040 (F82) 0,156 (F76) 0,855 (F78) 0,200 (F77) F83) F149) 6.2 GRUPOS FISIONÔMICOS Como abordado no capítulo 2, foram estabelecidos três grupos fisionômicos para o Domínio da Caatinga, em Minas Gerais. A abordagem neste capítulo será para cada um desses grupos e, também, serão apresentadas as tabelas que caracterizam a estrutura horizontal dos 15 fragmentos e das 571 parcelas lançadas para caracterizar a vegetação da Caatinga. Esses grupos foram baseados na flora da Caatinga. Eles caracterizam agrupamentos da flora em que, as matas dos parques do Jaíba compõem um grupo (G1). As matas ciliares e o fragmento 16 no Jequitinhonha o grupo (G2) e as matas do Jequitinhonha outro grupo (G3). Para o grupo fisionômico I (azul) (matas do complexo Jaíba - Peruaçu) a variação da diversidade pelo índice de diversidade de Shannon foi de 2,947 (F150) a 3,707 (F82), por Simpson de 0,082 (F150) a 0,040 (F82) e pelo Quociente de Mistura de 1:34,48 (F144) a 1:66,66 (F149 e 79). A equabilidade variou de 0,657 (F83) a 0,781(F82). Para o grupo fisionômico II (verde) (matas ciliares do complexo Jaiba Peruaçu e o fragmento 16 do Jequitinhonha), a variação da diversidade pelo índice de diversidade de Shannon foi de 2,544 (F16) a 3,475 (F81), por Simpson de 0,156 (F76) a 0,054 (F77) e pelo Quociente de Mistura de 1:5 (F77) a 1: 47,62 (F16). A equabilidade variou de 0,657 (F16) a 0,855 (F78). A variação da diversidade e a amplitude dos índices de Shannon, Eqüabilidade, Quociente de Misttura e Simpson para cada grupo da flora adotado nesse estudo são mostrados na Tabela 6.3. Tabela Valores extremos de diversidade para os índices de Shannon (H ), Simpson (S), Equabilidade de Pielou (J ) e Quociente de Mistura de Jentsch (QM) para cada Grupo Fisionômico. GRUPO H J QM S < VALOR > VALOR VARIAÇÃO < VALOR > VALOR VARIAÇÃO < VALOR > VALOR VARIAÇÃO < VALOR > VALOR VARIAÇÃO I 2,947 (F150) 3,707 (F82) 0,760 0,657 (F83) 0,784 (F144) 0,127 0,015 (F79 e F149) 0,029 (F144) 0,014 0,040 (F82) 0,084 (F79) 0,044 II 2,544 (F16) 3,475 (F81) 0,931 0,657 (F16) 0,855 (F78) 0,098 0,021 (F16) 0,200 (F77) 0,179 0,054 (F77) 0,156 (F76) 0,102 III 3,091 (F110) 3,320 (F20) 0,229 0,755 (F20) 0,790 (F110) 0,035 0,033 (F110) 0,049 (F20) 0,016 0,054 (F20) 0,064 (F110) 0,010 Verifica-se na Tabela 6.3, que para Shannon, Simpson e Mistura, o grupo II apresentou as maiores amplitudes de diversidade, uma vez que nesse grupo há uma grande influência de enchentes. No outro extremo está o grupo III com as menores variações por conter apenas dois fragmentos e estes serem semelhantes entre os índices. Para o grupo fisionômico III (vermelho) (matas do Jequitinhonha) a variação da diversidade indicada pelo índice de diversidade de Shannon foi de 3,091 (F110) a 3,320 (F20), Simpson de 0,064( F110) a 0,054 (F20) e Quociente de Mistura de 1:20,41 (F20) a 1: 30,30 (F110). A equabilidade variou de 0,755 (F20) a 0,790 (F110). Nas Figuras 6.1, 6.2, 6.3 e 6.4 apresenta-se os índices de diversidade de Shannon, Simpson, Pielou e Quociente de Mistura para os grupos fisionômicos adotado no capítulo 2 para o Domínio da Caatinga. Verifica-se nas Figura 6.1 e 6.2 que para Shannon e Simpson, o grupo 1 é que apresenta maior diversidade, provavelmente, pela maior variação dos fatores edáficos. Na Figura 6.3 pode-se observar a uniformidade dos grupos por meio do índice de Pielou. Verificase, que a maior variabilidade é a do grupo 2. De maneira geral, pode-se inferir que a uniformidade dos grupos 1, 2 e 3 tendem para o máximo. Há tendência em direção à uniformidade máxima, o que pode ser creditado à maior qualidade ambiental existente naquela região. Na Figura 6.4, observa-se o Quociente de Mistura. Quanto menor é este índice, maior a mistura de espécies entre as plantas existentes na área. Como a escala é mais reduzida, é mais complexa a interpretação visual desse índice. Porém, do ponto de vista de tendência, pode-se considerar a mesma abordagem usada para os outros índices, embora, pontualmente, existam diferenças de interpretação, a partir desse índice em relação aos demais. 121

8 122 Figura Grupos fisionômicos e diversidade por Shannon, para o Domínio da Caatinga em Minas Gerais

9 123 Figura Grupos fisionômicos e diversidade por Simpson, para o Domínio da Caatinga em Minas Gerais

10 124 Figura Grupos fisionômicos e diversidade por Pielou, para o Domínio da Caatinga em Minas Gerais

11 125 Figura Grupos fisionômicos e diversidade por Quociente de Mistura, para o Domínio da Caatinga em Minas Gerais

12 6.3 GRADIENTE DE DIVERSIDADE Pela análise dos índices de diversidade quantificados, percebe-se uma variação das informações no sentido de estabelecer o comportamento de um gradiente de diversidade, entre os grupos fisionômicos, principalmente quando se confrontam os índices de diversidade de Shannon e Simpson, e o Quociente de Mistura. Um exemplo desta distorção foi observado no Grupo fisionômico I, onde o gradiente crescente de diversidade expresso pelo índice de Shannon foi: F150, F144, F148, F79, F172, F83, F149 e F82. Já para o Quociente de Mistura esta ordem foi: F144, F172, F150, F148, F83, F82, F79 e F149. Esta diferença pode ser em razão do fundamento do Quociente de Mistura, que representa apenas a média de indivíduos/espécie, não atribuindo pesos a elas como ocorre com os índices de Shannon e Simpson. Quando se comparam os índices de Simpson e de Shannon, observa-se que eles seguem a uma mesma lógica, para expressar a diversidade. Desta maneira, como critério de determinação do gradiente de diversidade nos grupos fisionômicos, utilizou-se estes dois índices como referência. A utilização do teste de Hutcheson se justificou, pois ajudou a comparar os valores do índice de Shannon entre fragmentos, quando estes não demonstravam a mesma seqüência de gradiente, proposta pelo índice de Simpson. A Tabela 6.4 mostra os resultados das comparações entre os valores do índice de Shannon e de Simpson para os grupos fisionômicos. Esta apresentação se deu de forma sumarizada nessa tabela para aqueles fragmentos que apresentaram hierarquia diferente entre Shannon e Simpson. O que se procurou avaliar foi, se mesmo com uma sequência de diversidade diferente, eles expressavam a mesma diversidade, por não diferirem estatisticamente. Por exemplo, observe que para Shannon a diversidade dos fragmentos 81 e 77 são a mesma do ponto de vista estatístico. O mesmo pode-se considerar para os fragmentos 76 e 78 e assim sucessivamente. Portanto, a ordem para estes pode ser 77 e 81 e para o outro conjunto 78 e 76. Tabela Comparação dos índices de diversidade, para compor um gradiente decrescente de diversidade em cada fragmento, dentro dos grupos fisionômicos. GF Índice de Shannon Índice de Simpson Quociente de Mistura I I I I 172 a I 79 a b I 148 a b I 144 b I II 81 a II 77 a II 76 b II 78 b II III III Onde: GF- Grupo Fisionômico; Ranking - ordenação decrescente dos valores obtidos de cada índice; a, b e c - as letras iguais, indicam igualdade de diversidade no índice de Shannon, pelo teste de Hutcheson ( = 0,05). A Tabela 6.5 mostra os resultados das comparações entre os valores do índice de Shannon para todas as 105 combinações existentes entre os 15 fragmentos inventariados. Pode-se observar aqueles fragmentos que apresentam a mesma diversidade do ponto de vista estatístico. A igualdade de valores reforça a confiabilidade da informação, uma vez que o índice de diversidade de Shannon só possui importância quando é comparado a outros resultados encontrados nos ambientes, isto também se aplica ao índice de Simpson. 126

13 Tabela Matriz contendo todos as combinações possíveis (15 Fragmentos combinados dois a dois), indicando sua significância de resultado, ao aplicar o teste estatístico de Hutcheson (1970) à 5% de probabilidade, para testar possíveis diferenças entre os índice de diversidade de Shannon de cada comunidade. ns - indica a não significância e * significativo. F16 - F20 ns - F76 ns * - F77 ns ns ns - F78 ns * ns * - F79 ns * ns * ns - F81 ns ns ns ns ns ns - F82 ns ns ns ns ns ns ns - F83 ns * ns * ns ns * * - F110 ns * ns * ns ns * * * - F144 ns * ns * ns ns * * * ns - F148 ns * ns * ns ns * * * ns ns - F149 ns ns ns ns ns ns ns * ns ns ns ns - F150 ns * ns * ns * * * * * * * * - F172 ns * ns * ns ns * * ns ns ns ns * ns - F16 F20 F76 F77 F78 F79 F81 F82 F83 F110 F144 F148 F149 F150 F SIMILARIDADE A similaridade ou dissimilaridade é uma função representada por uma distância ou medida, entre unidades amostrais ou tipos fisionômicos. Assim, para compreender seu comportamento ao longo da área do Domínio da Mata Atlântica, confeccionou-se uma matriz binária com dados florísticos para cada fragmento. Segundo Magurran (1988), uma maneira fácil de quantificar a similaridade é por meio dos coeficientes de similaridade, sendo estes utilizados neste trabalho. Um exemplo de matriz binária (B), para a condução das análises de similaridade, pode ser vista a seguir: B = Onde: E - espécie amostrada no inventário; F - Fragmento inventariado no estudo; 1,2 e n - número de espécies no levantamento florístico; a, b e N - número de fragmentos inventariados; p - valor binário (0 ou 1), indicando a presença (1) ou ausência (0) da espécie no fragmento inventariado; Sorensen (SO) - é um coeficiente binário, que compara qualitativamente a semelhança de espécies ao longo de um gradiente ambiental (Wolda, 1981). 127

14 Onde: a - número de espécies do fragmento A; b - número de espécies do fragmento B; c - número de espécies comuns. Jaccard (J) amostradas. - outro coeficiente que permite a avaliação da similaridade entre as áreas Onde: a, b e c - definidos anteriormente. Os valores encontrados, tanto para Sörensen como para Jaccard, se enquadram na escala de 0 a 1, assim, quanto mais próximo de 1 maior será a similaridade. Considerando também o método de agrupamento, aplicou-se o algoritmo de médias ponderadas (UPGMA), a partir dos coeficientes de Sorensen e Jaccard. Estes foram transformados em distância Euclidiana quadrada, que nada mais é que a determinação da distância entre dois pontos, indicando que quanto maior este valor, maior será a dissimilaridade. O resultado gerado deste processamento é representado na forma de dendrograma. O dendrograma é um tipo especial de gráfico, que caracteriza de maneira clara as distâncias. Sua forma lembra uma árvore composta por várias ramificações, onde nas extremidades estão alocadas as variáveis em investigação, ou vegetações. Cada valor ordenado no eixo das abscissas (x), expressa a relação de similaridade ou dissimilaridade a partir das porcentagens de informação (Sneath & Sokal, 1973). A análise foi realizada por meio do programa PC-ORD versão 4.14 (McCune & Mefford, 1999). Seus resultados esperados fornecem a idéia do quanto certos ambientes são semelhantes ou dessemelhantes floristicamente, ajudando na obtenção de respostas a classificação das fisionomias e interpretações a posteriori das condições ambientais. Pela Figura 6.5, constata-se o resultado da análise de agrupamento (UPGMA), tendo como referência o Quociente de Jaccard (Tabela 6.6). Na Figura 6.6 apresenta-se o cladograma para Sorensen, tendo como referência o quociente de Sorensen (Tabela 6.7). Muller-Dombois & Ellenberg (1974) recomendam usar um nível de corte de 25% no eixo de escala do dendrograma, já que este ponto é determinante na fusão de cluster semelhantes. Com base na adoção deste nível de corte as comunidades arbóreas estudadas foram divididas em 4 grupos por Jaccard e 3 por Sorensen. Para um nível de corte de 37,5% as comunidades arbóreas estudadas foram divididas em 5 grupos por Jaccard e 4 por Sorensen. Este tipo de análise permite vincular os fragmentos floristicamente similares a cada um dos grupos. Por exemplo, na Figura 6.5 para Jaccard, para o nível de corte na ordenada de 25%, o grupo 1 é aquele composto pelos fragmentos 172, 149, 82, 150, 144, 83, 79 e 148. O grupo 2 compreende os fragmentos 81, 77, 78 e 76. O grupo 3 é composto pelos fragmentos 16 e 110 e o grupo 4 pelo fragmento 20. Procedendo-se desta forma definem-se os grupos floristicamente similares. Para Sorensen a interpretação é a mesma. A cada redefinição do nível de corte para valores maiores como, por exemplo, 37,5%, mais grupos florísticos serão discriminados e maior será a estratificação florística alcançada. Caracterizando e comparando os níveis de similaridade impostos nos dendrogramas gerados, percebe-se um maior rigor em discriminar ambientes pelo quociente de Jaccard frente a Sorensen. Por exemplo, ao se realizar um corte na posição 25%, usando Sorensen como referência obteve-se três grupos floristicamente similares. Já para Jaccard, obeteve-se quatro grupos floristicamente similares. Segundo Kent & Coker (1992) os quocientes de Sorensen e Jaccard são claramente muito semelhantes, porém Sorensen é preferido por fornecer pesos para as espécies mais comuns. Observando a Tabela 6.6, para as 105 combinações entre fragmentos, pode-se, para cada par, 128

15 verificar o índice de Jaccard. Este expressa quanto cada par de fragmentos é similar floristicamente. Quanto mais próximo de zero mais dissimilar é a flora dos fragmentos considerados. Comparando os dois grupos mais extremos no sentido norte-sul, o F82 e F20, verificou-se uma similaridade de 0,16 entre espécies destes dois grupos. Já no sentido leste-oeste esta similaridade foi 0,12 entre F110 e F149. Para os grupos florísticos formados por Jaccard, verificou-se que no grupo fisionômico I, a maior similaridade foi 0,46, entre os fragmentos 149 e 172, e a menor 0,22, entre os fragmentos 76 e 78. Para o grupo II, a maior similaridade foi 0,44, entre os fragmentos 77 e 78, e a menor 0,05, entre os fragmentos 78 e 110. O grupo III teve apenas um par de fragmentos, com o valor de 0,20 entre os fragmentos 16 e 110. O grupo IV apresentou apenas um fragmento, o 20. Pela Tabela 6.7, para as 105 combinações entre fragmentos, pode-se para cada par, verificar o índice de Sorensen. Ele expressa a semelhança de espécies ao longo de um gradiente ambiental. Quanto mais próximo de zero, menos semelhante é a flora dos fragmentos considerados. Comparando os dois fragmentos mais extremos no sentido norte-sul, F82 e F20, verificou-se uma similaridade de 0,28 entre as espécies desses fragmentos. Já no sentido leste-oeste esta similaridade foi 0,22 entre F110 e F149. Para os grupos fisionômicos formados por Sorensen, verificou-se que no grupo fisionômico I, a maior similaridade foi 0,63 entre os fragmentos 149 e 172, e a menor 0,34 entre os fragmentos 83 e 144. Para o grupo II, a maior similaridade foi 0,53 entre os fragmentos 79 e 148, e a menor 0,23 entre os fragmentos 16 e 20. Para o grupo III, a maior similaridade foi 0,61 entre os fragmentos 77 e 78, e a menor 0,36 entre os fragmentos 76 e 78. Nas Figuras 6.7 e 6.8 são apresentados os quatro grupos florísticos para Jaccard e os três grupos para Sorensen. Figura Dendrograma de Similaridade florística obtido por uma matriz de presença/ausência, das espécies presentes nos 15 Fragmentos, utilizando o método de medias ponderadas por grupo (UPGMA), e o Quociente de Jaccard. 129

16 Tabela Valores obtidos pelo Quociente de Jaccard, a partir de uma matriz florística, totalizando 105 combinações, entre os fragmentos estudados. Quanto mais próximo o valor estiver de 1 maior a similaridade florística. F16 - F20 0,13 - F76 0,18 0,11 - F77 0,21 0,06 0,25 - F78 0,10 0,05 0,22 0,44 - F79 0,16 0,22 0,13 0,14 0,08 - F81 0,10 0,07 0,24 0,27 0,23 0,19 - F82 0,20 0,16 0,17 0,20 0,11 0,26 0,24 - F83 0,11 0,18 0,15 0,11 0,08 0,20 0,17 0,31 - F110 0,20 0,18 0,07 0,09 0,05 0,15 0,08 0,13 0,14 - F144 0,15 0,13 0,09 0,11 0,07 0,20 0,16 0,31 0,21 0,09 - F148 0,17 0,27 0,14 0,13 0,07 0,36 0,10 0,23 0,20 0,16 0,23 - F149 0,15 0,16 0,16 0,17 0,09 0,22 0,17 0,42 0,27 0,12 0,33 0,20 - F150 0,09 0,13 0,13 0,13 0,11 0,17 0,19 0,26 0,25 0,12 0,28 0,18 0,33 - F172 0,14 0,16 0,12 0,14 0,09 0,20 0,16 0,36 0,28 0,09 0,31 0,18 0,46 0,36 - F16 F20 F76 F77 F78 F79 F81 F82 F83 F110 F144 F148 F149 F150 F172 Figura Dendrograma de Similaridade florística obtido por uma matriz de presença/ausência, das espécies presentes nos 15 Fragmentos, utilizando o método de medias ponderadas por grupo (UPGMA), e o Quociente de Sorensen. Tabela Valores obtidos pelo Quociente de Sorensen, a partir de uma matriz florística, totalizando 105 combinações, entre os fragmentos estudados. Quanto mais próximo o valor estiver de 1 maior a similaridade florística. F16 - F20 0,23 - F76 0,31 0,20 - F77 0,34 0,11 0,39 - F78 0,18 0,09 0,36 0,61 - F79 0,27 0,36 0,24 0,24 0,15 - F81 0,19 0,14 0,39 0,43 0,38 0,32 - F82 0,33 0,28 0,29 0,34 0,19 0,41 0,39 - F83 0,20 0,30 0,25 0,19 0,14 0,33 0,28 0,47 - F110 0,33 0,31 0,12 0,16 0,10 0,26 0,15 0,23 0,24 - F144 0,27 0,23 0,17 0,20 0,12 0,33 0,28 0,47 0,34 0,16 - F148 0,29 0,43 0,24 0,23 0,13 0,53 0,19 0,37 0,34 0,28 0,38 - F149 0,26 0,27 0,27 0,29 0,17 0,37 0,30 0,59 0,42 0,22 0,50 0,34 - F150 0,16 0,24 0,22 0,23 0,19 0,28 0,32 0,42 0,40 0,21 0,44 0,30 0,49 - F172 0,24 0,27 0,21 0,25 0,17 0,34 0,28 0,53 0,44 0,17 0,48 0,30 0,63 0,52 - F16 F20 F76 F77 F78 F79 F81 F82 F83 F110 F144 F148 F149 F150 F

17 Gerais. 131 Figura Grupos com similaridade florística pelo método de Jaccard para o Domínio da Caatinga em Minas

18 132 Gerais. Figura Grupos com similaridade florística pelo método de Sorensen para o Domínio da Caatinga em Minas

19 Para a Figura 6.7 pode-se inferir que as matas do complexo Jaíba- Peruaçu apresentam-se divididas em dois grupos, as ciliares (azul) e das unidades de conservação em vermelho. De forma similar, as matas do Jequitinhonha também apresentam-se divididas em dois grupos. Em verde as 16 e 110 e em lilás a 20. O nível de corte no dendrograma foi de 25%. Da interpretação da Figura 6.8, pode-se considerar que, um grupo florístico (verde) compreende as matas ciliares, outro o (vermelho) as matas dos parques do complexo Jaiba-Peruaçu. No entanto, no outro grupo (azul) parte das matas do complexo Jaiba-Peruaçu apresentam-se no mesmo grupo florístico que as matas do Jequitinhonha. Portanto, dessas Figuras 6.7 e 6.8, verifica-se duas estratégias de similaridade diferentes, uma vez que por Jaccard as matas do complexo Jaíba-Peruaçu são diferentes floristicamente que as matas do Jequitinhonha, enquanto por Sorensen existe uma fração das matas do complexo Jaiba-Peruaçu semelhantes às matas do Jequitinhonha. 6.5 SÍNTESE A diversidade não está correlacionada à densidade de indivíduos na população, mas sim ao conjunto de espécies e o seu número de representantes. Uma das maneiras de quantificá-la é por meio da contagem das espécies presentes nas amostras. De acordo com Mac Arthur (1964) a diversidade é a própria riqueza de espécies na área. E segundo Hill (1973), a diversidade é um parâmetro possível de ser mensurado, cujos valores encontrados podem ser explicados por uma série de teorias e expressões matemáticas. Para avaliar a diversidade nos fragmentos, utilizou-se o índice de Simpson, o Quociente de Mistura de Jentsch, o Índice de eqüabilidade de Pielou e o índice de Shannon. Os índices de diversidade podem ser utilizados para comparar áreas, desde que a metodologia de amostragem e a mensuração dos indivíduos sejam a mesma para as diferentes áreas. A amplitude do índice de diversidade de Shannon foi de 2,544 (F16) a 3,707 (F82). A amplitude do índice de Simpson foi de 0,040 (F82) a 0,156 (F76). Já para o Quociente de Mistura a amplitude foi de 0,015 (F149) a 0,200 (F77), e para o índice de equabilidade de Pielou, a variação foi de 0,657 (F16 e 83) a 0,855 (F78). Os índices adotados neste estudo para expressar a diversidade da flora indicam que a maioria dos fragmentos amostrados apresentam diversidade equivalentes a do Cerrado Sensu Stricto (Scolforo et al 2008). Para o Domínio da Caatinga há fragmentos com alta riqueza de flora, como o caso do F82, e fragmentos que fornecem a idéia de desequilíbrio, como o caso do F16, que apresenta o menor valor. Segundo Pinto (2003), os baixos valores encontrados determinam certa dominância ecológica de poucas espécies, que predominam na comunidade. Assim, esses valores reduzidos indicam uma possível redução da diversidade. A variabilidade na riqueza das espécies da flora da Caatinga é inferior a do Cerrado devido à maior área de abrangência do Cerrado em relação a Caatinga o que faz com que haja muita variação dos fatores ambientais (Scolforo et al 2008). Outra causa da grande variabilidade da riqueza de espécies é também, a antropização a que parte dos fragmentos está submetida. Em relação a equabilidade, observou-se que em algumas regiões, como é o caso de São João das Missões, Araçuaí e Pai Pedro, os valores destes índices são uniformes e altos, tendendo à uniformidade máxima. Outra informação importante é a similaridade ou dissimilaridade que é uma função representada por uma distância ou medida, entre unidades amostrais ou tipos fisionômicos. Assim, para compreender seu comportamento ao longo da área do Domínio da Caatinga, confeccionou-se uma matriz binária com dados florísticos para cada fragmento. Muller-Dombois & Ellenberg (1974) recomendam usar um nível de corte de 25% no eixo de escala do dendrograma, já que este ponto é determinante na fusão de cluster semelhantes. Com base na adoção deste nível de corte as comunidades arbóreas estudadas foram divididas em 4 grupos por Jaccard e 3 por Sorensen. Para um nível de corte de 37,5% as comunidades arbóreas estudadas foram divididas em 5 grupos por Jaccard e 4 por Sorensen. Este tipo de análise permite vincular os fragmentos 133

20 floristicamente similares a cada um dos grupos. Da interpretação de Jaccard pode-se inferir que as matas do complexo Jaíba-Peruaçu apresentam-se divididas em dois grupos, as ciliares e das unidades de conservação. De forma similar, as matas do Jequitinhonha também apresentam-se divididas em dois grupos. Os fragmentos 16 e 110 e o fragmento 20. O nível de corte no dendrograma foi de 25%. Da interpretação de Sorensen, pode-se considerar que, um grupo florístico compreendeu as matas ciliares, outro o as matas dos parques do complexo Jaiba-Peruaçu. No entanto, no outro grupo parte das matas do complexo Jaiba-Peruaçu apresentam-se no mesmo grupo florístico que as matas do Jequitinhonha. Portanto, verificou-se duas estratégias de similaridade diferentes, uma vez que por Jaccard as matas do complexo Jaíba-Peruaçu são diferentes floristicamente que as matas do Jequitinhonha, enquanto por Sorensen existe uma fração das matas do complexo Jaiba-Peruaçu semelhantes às matas do Jequitinhonha. As regiões onde estão presentes as Unidades de Conservação Integral, sejam Federais, Estaduais, Municipais ou particulares apresentam invariavelmente diversidade muito expressiva, como é o caso do Parque Estadual Mata Seca Manga (F79), Parque Estadual Verde Grande Matias Cardoso (82), Reserva Biológica de Jaíba Matias Cardoso (83), Reserva Biológica Serra Azul Jaíba (148), APA da Serra do Sabonetal Jaíba (149) e Parque Estadual Lagoa do Cajueiro (172). A exceção ocorre na APA Lagedão Matias Cardoso (150) que apresenta uma boa diversidade, porém, abaixo da esperada para Unidades de Conservação, indicando um alto grau de antropização dentre outros. 134

21 135

22 136

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