ANÁLISE DE DIVERSIDADE FLORÍSTICA DENTRO E ENTRE TRÊS ÁREAS DE CERRADO S.S. NA REGIÃO CETRAL E NORTE DE MINAS GERAIS

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1 ANÁLISE DE DIVERSIDADE FLORÍSTICA DENTRO E ENTRE TRÊS ÁREAS DE CERRADO S.S. NA REGIÃO CETRAL E NORTE DE MINAS GERAIS Thiago José Ornelas Otoni 1, Silvia da Luz Lima Mota 1, Israel Marinho Pereira 1, Erik Júnior Paulino 1, Josiane Silva Bruzinga 1, Vinícius Orlandi Barbosa Lima 1, Múcio Mágno de Melo Farnesi 1 1 Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucurí, Departamento de Engenharia Florestal, Rodovia MGT 367 Km 583, nº Alto da Jacuba Diamantina/MG, Brasil. Telefone: (31) tj.otoni@gmail.com Resumo- Este trabalho foi realizado em três áreas de Cerrado s.s., nos municípios mineiros de Curvelo, Itamarandiba e São Gonçalo do Rio Preto, com o objetivo de analisar a composição florística e os padrões de diversidade alfa e beta para essa tipologia. O universo amostral de 4,6 ha foi dividido em unidades de m² (20x50 m), sistematicamente instaladas em cada área. Todos os indivíduos com diâmetro, a 0,30 m do solo, 5,0 cm dentro das parcelas foram amostrados. Os indivíduos amostrados pertencem a 42 famílias, 106 espécies identificadas e mais 24 grupos de morfoespécies. A diversidade alfa foi medida pelos índices de diversidade de Shannon-Weaver e Simpson e pelo índice de equabilidade de Pielou, que indicaram grande diversidade florística e baixa dominância de espécies de modo geral com exceção de Magonia pubescens A.St.-Hil.. Foram feitas análises de similaridade pelos índices de Jaccard, Sørensen e Czekanowski que indicaram elevada diversidade beta. O Dendrograma obtido por ligação simples e uma análise de correspondência (DCA), baseados em Matrizes de Abundância, indicaram juntamente com os índices, elevado grau de heterogeneidade de espécie e dissimilaridade entre áreas. Palavras-chave: Cerrado Típico; Diversidade; Vale do Jequitinhonha; Bacia do São Francisco; Parcelas permanentes Área do Conhecimento: CIÊNCIAS AGRÁRIAS. Introdução O Cerrado localiza-se predominantemente no Planalto Central do Brasil e é a segunda maior formação vegetal brasileira. Este bioma estendese de 5º a 20º de latitude sul e de 45º a 60º de longitude oeste, representando 22% do território nacional ou cerca de dois milhões de km², nos Estados de Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Goiás, Minas Gerais, Rondônia, Tocantins, Bahia, Piauí, São Paulo e Distrito Federal e do Maranhão, totalizando cerca de 1,7 milhões de Km². A flora do Cerrado está entre as mais ricas dentre as savanas mundiais. O número estimado entre vegetais, animais e microbiota deve ser superior a soma de 160 mil taxa, sendo o número de espécies de plantas vasculares próximo de 12 mil (MENDONÇA et al. 2008). Em função dessa elevada biodiversidade e sob ameaça pela ocupação desordenada que já converteu mais de 80% da vegetação natural em paisagens antropizadas (PAIVA, 2000; FELFILI et al. 2002), o Bioma entrou para a lista dos 25 hotspots mundiais para a conservação biológica. Tal diversidade é reflexo da heterogeneidade ambiental onde se espalham suas fitofisionomias. Como descrito por Ribeiro & Walter (2008), Felfilli, (2005) e Mendonça et al. (2008) o Cerrado constitui um mosaico de vegetações marcado pela variedade de tipologias e de substratos em que se desenvolvem suas formações vegetais. As fronteiras entre as fitofisionomias dos campos, Cerrados e Matas coincidem com as diferenças na umidade dos solos. Onde há grande disponibilidade de água superficial, a predominância é de espécies herbáceas com raízes superficiais, formando os campos limpos. Quando há escassez de água superficial, o estrato arbóreo compensa o déficit hídrico com raízes mais profundas. O equilíbrio dinâmico entre os estratos lenhoso e herbáceo é apontado como conseqüência do solo em que cada um acessa a água (Skarpe 1991). As pesquisas sobre o modo como está organizada e distribuída a biodiversidade nas comunidades do Cerrado são necessárias para avaliar os impactos decorrentes de atividades antrópicas, planejar a criação de unidades de conservação e para a adoção de técnicas de manejo (FELFILI, 2005). O objetivo deste trabalho foi analisar os padrões de diversidade alfa e beta para o Cerrado Sentido Restrito em três municípios mineiros visando gerar dados para subsidiar estratégias de manejo e conservação para a vegetação arbustivo-arbórea. 1

2 Metodologia A Fazenda Experimental do Moura pertence a UFVJM e possui uma área contínua de 571 ha, localizada no município Curvelo, altitude média de 633 m. A vegetação predominante no município de Curvelo é típica do Cerrado, modificado pela expansão das pastagens e plantações de eucalipto (Neves, 2006). O clima é predominantemente seco, com temperaturas médias em torno de 28 C, com índice pluviométrico em torno de mm por ano. O Parque Estadual do Rio Preto (PERP), que possui uma área de ha localizados no município de São Gonçalo do Rio Preto MG, com altitude variando de 750 a m (IEF, 2004). A empresa Arcelor Mittal localizada no Vale do Jequitinhonha-MG opera em uma área contínua de superior a 126 mil hectares e mantém 20% dessa área como reserva ecológica, ha entre chapadas e cerrados. O estudo foi realizado na Reserva do Guapuruvu (ReG), em uma área de aproximadamente 32 ha. As áreas do PERP e da Reserva do Guapuruvu possui clima tropical, Cwb na classificação de Koppen, com seis meses secos (de abril a setembro) e a precipitação média varia de a mm, altitude entre 700 e m. A classe predominante de solo é Latossolo vermelho distrófico típico com textura argilosa e o Latossolo vermelho amarelo distrófico típico com textura argilosa ou muita argilosa nas áreas da ReG, já em PERP o solo dominante é o Neossolo Litólico Psamítico, cascalhento (IEF, 2004; MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA, 2005). As três áreas situam entre a Mesoregião Central do estado e o Vale do Jequitinhonha, entre as bacias do Rio São Francisco e Rio Jequitinhonha numa quadrícula de extensão de mais de dois graus de latitude ( W a W e S a S). Francisco e Jequitinhonha; em tons de verde estão as três cidades onde situam as áreas de Cerrado s.s. estudadas. Para o levantamento da comunidade arbóreaarbustiva foram alocadas 46 parcelas permanentes de 20x50 m (1.000 m²), formando um universo amostral de 4,6 hectare. Cada parcela teve seus vértices delimitados por canos de PVC unidos por fita zebrada de polietileno. Com o auxilio de uma bússola fez-se a orientação do caminhamento e do alinhamento entre as parcelas e uma trena para medir as distâncias horizontais. Em cada parcela foram mensurados todos os indivíduos lenhosos com diâmetro a 0,30 m do solo 5,0 cm. Indivíduos com caules múltiplos foram incluídos quando a raiz da soma dos quadrados das CAS (Circunferência a Altura do Solo) foi igual ou superior ao limite estabelecido. Todos os indivíduos foram registrados em uma ficha de campo com o nome da espécie. Os indivíduos receberam uma etiqueta de alumínio numerada. A identificação do material botânico foi realizada em campo sempre que possível pelas equipes de campo. As espécies não identificadas no local foram devidamente coletadas e levadas ao Laboratório de Dendrologia e Ecologia da UFVJM onde foram montadas em exsicatas e posteriormente identificadas por meio de consultas à literatura e especialistas ou por comparações com espécimes existentes nos Herbário da UFVJM. Todo o material foi identificado, sempre que possível, até o nível específico. As exsicatas ficarão depositadas no laboratório de Botânica da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM) e farão parte do herbário desta Instituição. A diversidade alfa das áreas foi avaliada pelos índices de diversidade de Shannon (H ) e equabilidade de Pielou (J ) (BROWER & ZAR, 1984). Também foi calculado o índice de dominância de Simpson (C). O valor estimado de C varia de 0 (zero) a 1 (um), sendo que para valores próximos de um, a diversidade é considerada menor. As expressões utilizadas foram: Índice de dominância de Simpson (C) C = Índice de Shannon-Weaver H'= - Σ pi ln( pi); Figura 1- Representação do Estado de Minas Gerais destacando as Bacias do Rio São Equabilidade de Pielou J'= H'/ln(S). 2

3 Onde pi é proporção do número de indivíduos da espécie i em relação ao total de indivíduos; H é o índice de diversidade Shannon-Weaver; e S é o número total de espécies amostradas (riqueza); J é o indice de equabilidade de Pielou; C é o índice de dominância de Simpson; N é o n total de indivíduos n é o n de indivíduos por espécies. Os dados de cada área foram convertidos em Matrizes binária de presença/ausência (utilizada para comparações florísticas) e em Matrizes de Abundância com os valores de densidades absoluta das espécies para o estudo mais consistente da diversidade beta. Segundo Felfili (2005), a diversidade beta é inversamente proporcional à similaridade, ou seja, se a similaridade entre duas áreas for elevada, a diversidade beta é baixa ou vice-versa. Sendo assim uma Matriz de presença/ausência, pode subestimar a dissimilaridade entre áreas e conseqüentemente reduzir a diversidade entre locais. Para a avaliação da diversidade beta usou-se ferramentas de similaridade entre comunidades. Foram utilizados os índices de Jaccard (Sj) e de Sørensen (Sø). O formulário foi obtidos segundo Brower & Zar (1984) como demonstrado a seguintes: Sj = c e Sø = 2c a+b-c a+b Onde a é número de espécies ocorrentes na parcela 1 ou comunidade 1; b é número de espécies ocorrentes na parcela 2 ou comunidade 2; c é número de espécies comuns às duas parcelas ou comunidades. Além disso, para descrever a similaridade quantitativamente, foi utilizado o Índice de Czeknowski (Sc seguindo a seguinte expressão: similar ao Índice de Sørensen conforme Kent & Coker (1992). Para compensar a amplitude entre os valores de densidade, esses foram transformados pela expressão log 10 (x +1) para facilitar a análise. A ordenação das quatro áreas, fes-se por meio de uma análise de correspondência retificada (DCA, Detrendend Correspondence Analysis) (CAUSTON, 1988) das duas matrizes. Para isso, utilizado o programa Pc-Ord for Windows versão 4.0 (MCCUNE e MEFFORD, 1999). Em todas as comparações de similaridade foi utilizada a densidade por hectare por espécie. Dendrogramas foram realizados por meio de ligações simples pelo Método de Ward utilizando o Software Statistica 7.0 (STATSOFT, 2004) baseados em Matrizes de Abundância. Resultados No inventário geral foram mensurados indivíduos, o que gerou uma densidade de ind.ha -1. No levantamento florístico foram identificadas 106 espécies, 42 Famílias e 74 Gêneros. Ainda, 24 grupos de indivíduos não foram identificados, mas foram agrupados pela morfologia. Tabela 1- Informações a respeito das áreas de estudo, onde: ReG = Reserva Guapuruvu; FaM = Fazenda do Moura; PERP = Parque estadual do Rio Preto; Ut = número total de parcelas; ni = número de indivídous; Da = densidade absoluta (ind/ha); F = número de Famílias; S = riqueza Local Ut Área (ha) ni Da F S ReG 19 1, FaM 10 1, PERP 17 1, Total 46 4, Sc = 2 (min(xi;yi)) X+Y Em que Sc é o valor do Índice de Czekanowski; min(xi;yi) é o valor mínimo de densidade entre duas áreas e X+Y é a soma do total de espécies da cada área. A interpretação deste índice é As áreas apresentaram elevada heterogeneidade de espécies dentro e entre si. Apenas 22 espécies ocorreram em todas as áreas, 16,92% da riqueza. Dentre esse percentual houve seis espécies raras, mas não necessariamente raras em todos os ambientes concomitantemente. Tabela 2- Lista de espécies arbóreas registradas com maior densidade e de ocorrência em todas as áreas amostradas; os valores de densidade são apresentados por hectare Espécie ReG FaM PERP Total Byrsonima coccolobifolia Kunth Kielmeyera coriacea Mart. & Zucc Stryphnodendron adstringens (Mart.) Cov Caryocar brasiliense Cambess Qualea parviflora Mart Qualea grandiflora Mart Byrsonima verbascifolia (L.) DC Aspidosperma tomentosum Mart Acosmium dasycarpum (Vogel) Yakovlev Dalbergia miscolobium Benth

4 Espécie ReG FaM PERP Total Machaerium opacum Vogel Eugenia dysenterica DC Bowdichia virgilioides Kunth Hymenaea courbaril L Strychnos pseudoquina A.St.-Hil Roupala montana Aubl Erythroxylum tortuosum Mart Tabebuia ochracea (Cham.) Standl Enterolobium gummiferum (Mart.) J.F.Macbr Zeyheria montana Mart Schefflera macrocarpa (Cham. & Schltdl.) Frodin Total Total geral Os taxa mais abundantes nas três áreas foram B. coccolobifolia, K. coriacea, S. adstringens, C. brasiliense. Tabela 3- Índices de diversidade florística de cada área de estudo; Índices: H = Shannon- Weaver; C = Simpson; J = Pielou. Área H' C J' ReG 3,081 0,071 0,775 FaM 2,975 0,126 0,705 PERP 3,841 0,036 0,871 Pelo Índice de Jaccard (Tabela 4), todas as áreas foram floristicamente semelhantes, porém as áreas do PERP e Reserva Guapuruvu apresentaram maior similaridade que as demais comparações, que apresentou quase o valor mínimo deste índice para ser considerado similar. Tabela 4- Índice de Similaridade de Jaccard (Sj) e número de espécies comuns entre as áreas PERP FaM ReG PERP - 26,05 40,63 FaM 31-26,04 ReG Jaccard Comuns Por outro lado, a análise de similaridade foi bastante antagônica quando se compara os valores de Czekanowski e Sørensen (Tabela 5) com índice anterior; pelo método quantitativo nenhuma área foi semelhante. Tabela 5 - Valores de similaridade obtidos pelos índices de Czekanowski (Sc) e Sørensen (Sø); PERP FaM ReG PERP - 18,47 25,29 FaM 41,33-16,45 ReG 57,78 41,32 - Czekanowski Sørensen Em uma análise de similaridade entre parcelas, as três áreas apresentam-se em grupos distintos pela Distância de Ligação da Matriz de presença e ausência de espécies feita pelo Método de Ward (Figura 2). Quando as amostras são submetidas a uma análise de correspondência retificada (DCA) a resposta são autovalores altos (0,592 e 0,209) para os dois primeiros eixos de ordenação e indicando gradientes longos do primeiro eixo de ordenação (Figura 3). Figura 2- Diagrama obtido por ligação simples e representando as distancias medidas entre as áreas de Cerrado e amostras comparadas das cidades mineiras de S. Gonçalo do Rio Preto, Curvelo e Itamarandiba. 4

5 Figura 3- Diagrama de ordenação nos dois primeiros eixos da DCA dos dados de abundância das três áreas de Cerrado das cidades mineiras de Itamarandiba, S. Gonçalo do Rio Preto e Curvelo representadas nesta ordem da esquerda para a direita. Discussão A riqueza apresentada pelas áreas foi elevada quando comparada com outras quinze áreas localizadas nas unidades fisiográfica de São Francisco, Veadeiro e Pratinha nos Estados de Minas Gerais, Goiás e Bahia (FELFILI, 2005). As três áreas apresentaram elevada heterogeneidade de espécies também entre si. Apenas 16,92% da riqueza foi unanimemente presente e dentro desse percentual, existem espécies raras para algumas áreas e abundantes para outra. Como é o caso da Q. parviflora e B. verbascifolia. Felfili & Silva Júnior (2005) em trabalhos na região central do país encontrou apenas nove espécies comuns em 15 levantamentos. Dessas nove, A. dasycarpum, A. tomentosum, B. virgilioides, B. Coccolobaefolia, K. coriacea, Q. grandiflora e T. ochracea ocorreram nos três locais deswte estudo. Pelos índices de diversidade de Shanno- Weaver e Simpson a diversidade alfa foi elevada sendo a área do parque a mais diversa e a Fazenda do Moura uma menor diversidade, mesmo apresentando maior riqueza que o Cerrado da Reserva Guapuruvu. O índice de Equabilidade de Pielou explica esse fato indicando na área da fazenda grande concentração de poucas espécies, como Magonia pubescens A.St.- Hil. que apresentou 699 indivíduos (relação quase sete vezes maior que a segunda espécie mais abundante). A comparação das áreas aos pares mostra que PERP e ReG apresentam o maior número de espécie em comum, enquanto FaM é a área mais distinta do estudo. Os índices qualitativos (Sj e Sø) indicam similaridade entre o parque e a reserva, uma vez que duas áreas são consideradas floristicamente semelhantes quando Sj é superior a 0,25 (MUELLER-DOMBOIS & ELLENBERG, 1974) e Sø para os resultados maiores que 0,5 (KENT & COKER, 1992). Já para as outras combinações, apenas Sj resultou em similaridade nas três áreas, enquanto que Sø indica dissimilaridade nas comparações com a área da fazenda. Esses resultados indicam heterogeneidade na composição entre as áreas e conseqüentemente 5

6 alta diversidade beta. Essa elevada diversidade entre os ambientes é confirmada pelo índice de Czekanowski, que faz uma análise mais profunda da composição florítica e estrutural das espécies. Para Sc todas as áreas foram bastante dissimilares, mesmo quando comparada PERP e ReG. O dendrograma formado pelas Matrizes de Abundância, feitas por parcela, indica maior similaridade entre áreas do parque e da fazenda. Mesmo assim, segrega os três locais estudados. O gráfico gerado pela DCA também ilustra a idéia de dissimilaridade entre áreas. Os dois eixos sintetizam cerca de 80% da variação total, discriminando três conjuntos formados pelas parcelas de cada local. O primeiro eixo de ordenação apresentou o valor bem mais elevado que o segundo, indicando uma diferença mais aguda entre as espécies mais abundantes nos extremos do gradiente. Conclusão O Cerrado é um ambiente altamente heterogêneo em sua composição florística com poucas espécies de ampla distribuição geográfica. A diversidade alfa do compartimento arbustivoarbóreo é elevada, caracterizada pelo grande número de espécies que ocorrem no Cerrado. Para a diversidade entre os locais, mesmo considerando uma extensão relativamente pequena em função da área natural do bioma, a similaridade dos ambientes é baixa o que acarreta em alta diversidade beta. Com essas informações fica claro a necessidade da conservação de um ambiente amplamente diverso, que contém importantes recursos como resinas, óleos essenciais, produtos medicinais e outros listados em diferentes publicações. Ainda, devido à elevada diversidade beta, estratégias de conservação, como a criação de U.C., que se fundamentam em menores áreas e maior número de reservas em diferentes locais são mais expressiva que aquelas onde se prioriza a conservação de extensas áreas contíguas quando se trata da preservação da dessa biodiversidade. Referências - BROWER, J. E. & ZAR, J. H. Field and laboratory methods for general ecology. W.M.C. Brow, Dubuque FELFILI, J.M.;NOGUEIRA, P.E.; SILVA JÚNIOR, M.C.; MARIMON, B.S.; DELITTI, W.B.C. Composição florística e fitossociológica do cerrado senso restrito no municipio de Água Boa MT. Acta Botânica Basílica, Brasilia, v.16, n.1, p , FELFILI, J.M.; SILVA JR., M.C. Diversidade alfa e beta no cerrado sensu stricto, Distrito Federal, Goiás, Minas Gerais e Bahia. Capítulo 7. In: SCARIOT, A.; SOUSA-SILVA, J.C.; FELFILI, J.M. (Orgs.). Cerrado: ecologia, biodiversidade e conservação. Brasília: Ministério do Meio Ambiente pp IEF, Instituto Estadual de Florestas, MG. Plano de Manejo do Parque Estadual do Rio Preto. Encarte 3 Analise da Unidade de Conservação. - Kent, M. & P. Coker, Vegetation description analyses. Behaven Press. London. - MENDONÇA, R.C. et al. Flora vascular do cerrado. In: SANO, S.M.; ALMEIDA, S.P. (Eds.) Cerrado, ambiente e flora. Planaltina: Embrapa, p MINISTÉRIO DE MINAS E ENERGIA - Projeto Cadastro de Fontes de Abastecimento por Água Subterrânea Vale do Jequitinhonha. Diagnóstico do Município de Itamarandiba-MG, MUELLER-DOMBOIS, D. & ELLENBERG, H. Aims and methods of vegetation ecology. New York, John Wiley & Sons, p. - NEVES, G. S. Aplicação de geoprocessamento no mapeamento de cobertura vegetal e uso recomendado do solo no Campus do Moura UFVJM, Curvelo, MG. Diamantina: UFVJM, p. (Trabalho de conclusão de Curso- Graduação em Engenharia Florestal), Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri. - PAIVA, P.H.V A reserva da biosfera do cerrado: fase II. Tópicos atuais em Botânica: Palestras convidadas do 51 Congresso Nacional de Botânica. T.B. Cavalcanti & B.M.T. Walter (orgs.). Brasília, Sociedade Botânica do Brasil/EMBRAPA-Cenargen. - RIBEIRO, J.F.; WALTER, B.M.T. Fitofisionomias do Cerrado. In: SANO, S.; ALMEIDA, S. (Ed.). Cerrado: ambiente e flora. Planaltina: Embrapa- CPAC, p SKARPE, C Impact of grazing in savanna ecosystems. Ambio 20 (8): STATSOFT, INC. Statistica (data analysis software system), versão 7.0 (2004). 6