Palavras-chave: efeito de borda, nutrientes da serrapilheira, Cerrado, Parque Estadual de Vassununga, Estação Ecológica de Jataí.

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1 EFEITOS DE BORDA SOBRE A SERAPILHEIRA EM FRAGMENTOS DE CERRADÃO, NA REGIÃO NORDESTE DO ESTADO DE SÃO PAULO, DERIVADOS DO MANEJO AGRÍCOLA Daniela Marques Castro 1,2, Vânia Regina Pivello 2 ( 1 Universidade de São Paulo, Instituto de Biociências, Departamento de Ecologia, Rua do Matão, travessa 14, n 321, Cidade 2 Universitária, São Paulo SP, ; Autor para correspondência: danielamcastro@yahoo.com.br) Palavras-chave: efeito de borda, nutrientes da serrapilheira, Cerrado, Parque Estadual de Vassununga, Estação Ecológica de Jataí. Introdução A fragmentação de habitats é um processo, em escala de paisagem, que envolve tanto a perda de habitat quanto a ruptura de sua continuidade (Fahrig, 2003). Essa descontinuidade entre dois ambientes adjacentes, gerada após a fragmentação, promove mudanças na zona de transição, que constituem os efeitos de borda (tais como alterações nas características microclimáticas, na composição de espécies e nas interações entre elas) (Murcia, 1995). As atividades agrícolas, desenvolvidas no estado de São Paulo, têm sido uma das grandes responsáveis pela fragmentação e substituição da vegetação nativa nas áreas originalmente cobertas por Cerrado, destacando-se as monoculturas de cana-de-açúcar e eucaliptos. Essas atividades geram profundas modificações na qualidade e quantidade da serapilheira depositada sobre o solo nas áreas cultivadas, uma vez que a vegetação nativa é substituída, mas é possível que esses efeitos se espalhem para áreas adjacentes às cultivadas. A deposição de detritos que formam a serapilheira, é um dos processos básicos da ciclagem de nutrientes no ecossistema florestal, representando uma das maiores vias para o retorno da matéria orgânica e dos nutrientes da vegetação para o solo, contribuindo significativamente para sua formação e fertilidade (Vasconcelos & Luizão 2004). Este estudo teve como principal objetivo verificar efeitos de borda causados por monoculturas de cana-de-açúcar e eucaliptos sobre os nutrientes da serapilheira em três fragmentos de Cerradão, visando a conservação das áreas estudadas. Procurou-se, então, responder às seguintes perguntas: (a) A serapilheira no interior dos fragmentos de cerrado e

2 nas zonas de transição diferem quanto a características químicas e físicas? (b) Há um gradiente claro na zona de transição entre fragmentos de Cerrado e matrizes agrícolas? Material e Métodos O presente estudo foi realizado nos municípios de Santa Rita do Passa Quatro e Luiz Antônio, região nordeste do estado de São Paulo ( S e W), abrangendo três fragmentos de Cerrado, um pertencente ao Parque Estadual de Vassununga (PEV) e dois à Estação Ecológica de Jataí (EEJ). As áreas amostradas apresentam fisionomia de Cerradão e o solo predominante é o Latossolo. O clima da região, segundo a classificação de Walter (1986), pertence ao Zonobioma II, caracterizado por clima tropical úmido-árido, com verões úmidos (outubro a março) e invernos secos (maio a agosto). As coletas de serapilheira foram realizadas entre abril e junho de A disposição dos pontos de coleta obedeceu às seguintes premissas: (i) relevo plano; (ii) distância de pelo menos 300 m em relação às demais bordas do fragmento; (iii) ausência de rios nas proximidades. Com isso, buscou-se garantir que todos os locais de coleta estivessem sujeitos a condições semelhantes, evitando a influência desses fatores. Segundo Shida (2005), as bordas estudadas neste trabalho foram criadas entre 1972 e 1988, possuindo entre 19 e 35 anos. Com o auxílio de uma pá, utilizando um quadrado de 0,5 x 0,5 m para delimitar a área dentro da qual seria coletado todo o material presente, foram coletadas 45 amostras de serapilheira, compostas por 2 pontos de coleta, pertencentes à mesma faixa de distância da borda, dentro das seguintes localidades em relação a cada fragmento: (i) zona de transição matriz/interior do fragmento (0, 10, 20, 40, 80, 160m de distância da borda); (ii) interior do fragmento. A serapilheira foi analisada no Laboratório de Ciências do Solo da Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Piracicaba, SP), determinando-se: massa seca, por meio da pesagem do material seco em estufa, a 60 C por 48h; umidade, pelo cálculo da diferença entre a pesagem do material úmido e após a secagem em estufa, a 60 C por 48h; ph (acidez ativa), pelo método CaCl 2 0,01M; densidade; matéria orgânica total, pelo método de combustão; nitrogênio total, utilizando digestão sulfúrica e dosagem por destilação Kjeldahl;

3 potássio total (K 2 O), cálcio total (Ca) e magnésio total (Mg), utilizando digestão nitroperclórica e espectrofotometria de absorção atômica; enxofre total (S), utilizando digestão nitro-perclórica e colorimetria (turbidimetria do sulfato de bário); relação C/N (C total e N total), utilizando digestão sulfúrica para o N-total e incineração (digestão por via seca) para o C total. Os dados foram analisados separadamente para as zonas de transição cana-deaçúcar/interior do fragmento e de eucalipto/interior do fragmento, seguindo-se os respectivos métodos: (i) comparação entre zona de transição e interior - análises de componentes principais (PCA), matrizes padronizadas pela amplitude; (ii) comparação entre os interiores teste de Kruskal-Wallis; (iii) existência de gradiente - análises de correlação entre as distâncias de coleta e os escores obtidos nas análises de PCA, utilizando o coeficiente de Spearman (Zar, 1999). As análises estatísticas foram feitas por meio dos programas MVSP versão 3.12a (Kovach, 1995), SYSTAT versão 9 (Systat 8.0, 1998), BioEstat versão 4.0 (Ayres et al., 2005). Resultados e Discussão A PCA que comparou as variáveis químicas e físicas da serapilheira da zona de transição cana-de-açúcar/interior do fragmento (Fig. 1) somou respectivamente 29,77% e 20,95% da variação no primeiro e no segundo eixos (autovalores = 0,240 e 0,169). O eixo 1 foi representado principalmente pela massa seca, ph, densidade, matéria orgânica total, K, Ca e Mg, e o eixo 2, pela massa seca, ph, matéria orgânica total, Ca, Mg, S, relação C/N.

4 Figura 1: Análise dos componentes principais (PCA) das variáveis químicas e físicas da serapilheira do interior de fragmentos de cerrado e da zona de transição cana-deaçúcar/interior; matriz dos valores padronizada pela amplitude. (MS = massa seca (g), U = umidade (%), ph = ph em CaCl2 0,01M; d = densidade (g/cm3); MOt = matéria orgânica total (%), N = nitrogênio total (%); K = potássio total (%), Ca = cálcio total (%), Mg = magnésio total (%), S = Enxofre (%), RC/N = relação C/N). Houve uma ligeira separação dos pontos da zona de transição em relação aos pontos do interior. Os pontos pertencentes à zona de transição encontram-se mais relacionados à massa seca, densidade, ph, Ca, Mg e K e, em menor grau, à umidade e ao N, enquanto que os pontos pertencentes ao interior encontram-se mais relacionados à matéria orgânica total e à relação C/N e, em menor grau, ao S. O aumento da massa seca na zona de transição cana-deaçúcar/interior do fragmento pode ser justificado pela grande presença de espécies pioneiras próximas à borda, enquanto o aumento dos nutrientes pode ser explicado pela influência gerada pela matriz, devido à calagem (Ca, Mg) e à adubação (N, K) dos cultivos. O teor de matéria orgânica mais elevado nos pontos do interior era esperado, pois o solo apresenta maior proteção da cobertura vegetal, evitando, assim, a rápida lixiviação dos nutrientes. A PCA que comparou as variáveis químicas e físicas do serrapilheira da zona de transição eucalipto/interior do fragmento (Fig. 2) somou respectivamente 38,74% e 17,65% da variação no primeiro e no segundo eixos (autovalores = 0,325 e 0,148). O eixo 1 foi

5 representado principalmente pela massa seca, densidade, matéria orgânica total, N, K, Ca, Mg, e o eixo 2, ph, densidade, matéria orgânica total, Ca, Mg, S. Figura 2: Análise dos componentes principais (PCA) das variáveis químicas e físicas da serrapilheira do interior de fragmentos de cerrado e da zona de transição eucalipto/interior; matriz dos valores padronizada pela amplitude. (MS = massa seca (g), U = umidade (%), ph = ph em CaCl2 0,01M; d = densidade (g/cm3); MOt = matéria orgânica total (%), N = nitrogênio total (%); K = potássio total (%), Ca = cálcio total (%), Mg = magnésio total (%), S = Enxofre (%), RC/N = relação C/N). Houve uma ligeira separação dos pontos da zona de transição em relação aos pontos do interior. Os pontos pertencentes à zona de transição encontram-se mais relacionados ao Mg, ph, Ca, densidade, massa seca e, em menor grau, ao S, enquanto que os pontos pertencentes ao interior encontram-se mais relacionados à matéria orgânica, K e N. Também aqui, o aumento da massa seca na zona de transição borda pode ser justificado pela grande presença de espécies pioneiras próximas à borda, enquanto que o aumento dos nutrientes pode ser explicado pela influência gerada pela matriz, devido à calagem (Ca, Mg). O teor de argila mais elevado nos pontos do interior era esperado, pois o solo apresenta maior proteção da cobertura vegetal, evitando, assim, a rápida lixiviação dos nutrientes. Os interiores dos três fragmentos de Cerrado mostraram-se semelhantes, não diferindo significativamente em relação a nenhuma das variáveis analisadas (Tab. 1). Este resultado era esperado, visto que são fragmentos próximos e com cobertura vegetal semelhante.

6 Tabela 1: Resultados obtidos pelo teste de Kruskal-Wallis aplicado às variáveis, comparando os interiores dos três fragmentos de Cerrado analisados; valores significativos para α 0,05 (p = probabilidade). A análise de correlação entre os escores obtidos na PCA e as distâncias nas zonas de transição cana-de-açúcar/interior do fragmento revelou a existência de uma correlação significativamente negativa para o eixo 2 (p < 0,0001; coeficiente de Spearman (rs) = -0,6912; t = -4,7821; n = 27), demonstrando a existência de um gradiente. Ainda com base na PCA (Fig. 1), podemos perceber que umidade, N, ph Ca, Mg e K apresentam variações semelhantes e numa mesma direção. Enquanto isso, matéria seca e densidade também variam de forma semelhante entre si, mas oposta em relação a S, relação C/N e matéria orgânica. A análise de correlação entre os escores obtidos na PCA e as distâncias nas zonas de transição eucalipto/interior do fragmento revelou a existência de uma correlação significativamente negativa para o eixo 2 (p = 0,0074; coeficiente de Spearman (rs) = -0,5031; t = -2,9106; n = 27), demonstrando a existência de um gradiente. Ainda com base na PCA (Fig. 2), podemos perceber que K, matéria orgânica, N e relação C/N apresentam variações semelhantes e opostas à densidade. Enquanto isso, ph, Mg, Ca e S também variam de forma semelhante entre si, mas oposta em relação à massa seca. Conclusão Foi possível verificar a existência de efeitos de borda sobre as características químicas e físicas do serapilheira, causados por cultivos agrícolas e evidenciados pela presença de gradientes na zona de transição, mesmo não tendo sido possível determinar a extensão desse

7 efeito. A cana-de-açúcar demonstrou ser uma cultura mais impactante do que o eucalipto, pois apresentou diferenças mais significativas em relação ao Cerrado, provavelmente devido ao intenso uso de insumos e defensivos agrícolas e ao manejo mais intenso e freqüente. A serapilheira vem sendo pouco explorada em termos de estudos sobre os efeitos de borda, embora desempenhe um importante papel para a dinâmica dos ecossistemas, sendo a principal responsável pela ciclagem dos nutrientes e seu conseqüente retorno para o ambiente, bem como pela formação e pela fertilidade dos solos. Referências Bibliográficas AYRES, M.; AYRES, D.L.; SANTOS, A.A.S. Bio Estat Aplicações Estatísticas nas Áreas das Ciências Bio-médicas, Belém, Brasil FAHRIG, L. Effects of habitat fragmentation on biodiversity. Annual Review of Ecology, Evolution and Systematics, v.34, p , KOVACH, W.L. A multivariate statistic package for the IBM PC and compatibles version 2.2. Kovach Computing Services, Wales, UK MURCIA, C. Edge effect in fragmented forests: implications for conservation. Tree, v. 10(2), p , SHIDA, C.N. Caracterização física do cerrado Pé-de-Gigante e uso das terras na região 2. Evolução do uso das terras na região. In: Pivello, V.R.; Varanda, E.M O Cerrado Pé-de-Gigante: ecologia e conservação Parque Estadual de Vassununga. Secretaria do Meio Ambiente, São Paulo SYSTAT 8.0 Statistics. SYSTAT user's guide. SPSS Inc., Chicago VASCONCELOS, H.L.; LUIZÃO, F.J. Litter production and litter nutrient concentrations in a fragmented Amazonian landscape. Ecological Applications, v.14(3), p , WALTER, H. Vegetação e zonas climáticas Tratado de ecologia global. 5. ed., EPU Editora Pedagógica e Universitária Ltda., São Paulo p. ZAR, J.H. Biostatistical analysis. Prentice-Hall, New Jersey p.