Fitossociologia, diversidade e sua relação com variáveis ambientais em florestas estacionais do bioma cerrado no planalto central e nordeste do Brasil

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, 2008.Na matriz de formações abertas que predominam no bioma Cerrado, as florestas estacionais merecem destaque por ocuparam cerca de 30% de sua área territorial e constituírem a fitofisionomia mais ameaçada pela ação antrópica no bioma. A boa qualidade da madeira de algumas de suas árvores, a alta fertilidade de suas terras, além da mineração de rochas calcárias em algumas áreas são os principais fatores de degradação destas florestas. A ampla distribuição destas formações, nas distintas unidades de terra do bioma Cerrado, sob diferentes regimes de temperatura, precipitação e períodos de seca e, ainda, sobre características edáficas e topográficas distintas, propiciam variações florísticas e estruturais do componente arbóreo. O presente estudo foi desenvolvido em três florestas estacionais do bioma Cerrado, duas no setor do Planalto Central (Goiás e Distrito Federal) e uma no seu Setor Parnaibano (Piauí), às margens do bioma. Em Goiás, a amostragem foi conduzida no Parque Estadual Altamiro de Moura Pacheco (PEAMP), em fragmentos remanescentes da ação antrópica anterior à sua criação. No Distrito Federal, a amostragem foi realizada em uma encosta coberta continuamente por floresta na região de solos calcários da Fercal. No Piauí a amostragem foi conduzida nas manchas naturais desta fisionomia distribuídas de forma disjunta na matriz savânica do Parque Nacional de Sete Cidades (PNSC). O objetivo foi estudar a diversidade e a estrutura da comunidade arbórea (DAP > 5 cm), além de tentar relacionar as variações do substrato e relevo com a distribuição de suas espécies arbóreas. Realizou-se uma caracterização das variáveis ambientais (temperatura, precipitação, duração do período seco, aspectos físicos e químicos dos solos) e uma comparação florística e estrutural, entre as três florestas estacionais estudadas, para testar a hipótese de que mesmo submetidas a um largo espectro de variações ambientais estas florestas possuem em seu estrato arbóreo similaridades florísticas e estruturais. Foi utilizada metodologia padronizada na coleta de dados do componente arbóreo, através de amostragem aleatória em duas etapas sendo que em cada área foram amostradas 25 parcelas de 400 m² e mensurados todos os indivíduos lenhosos a partir de 5 cm de diâmetro a 1,30 metros a partir da altura do solo. A coleta e análise padronizada dos solos foram realizadas seguindo as recomendações da EMBRAPA. Apesar da amplitude de valores de riqueza (78 a 115 espécies).), densidade (1.059 a 1.840 ind.ha-1), dominância (18,08 a 22,72 m².ha-1) e diversidade alfa (3,36 a 4,05 nats.ind.-1) encontrada para as três florestas, os mesmos estão dentro do gradiente de valores obtidos em outras florestas estacionais brasileiras. As comunidades apresentaram estrutura de caráter auto-regenerativo, com distribuição de diâmetros apresentando a forma de J-reverso. Foi verificado um gradiente consistente de fertilidade e textura dos solos sob as três florestas e fortes variações de temperatura e duração da estação de seca entre os dois setores do bioma Cerrado, onde se inserem as áreas de estudo (setor do Planalto Central e da Bacia do rio Parnaíba). Os solos da região da Fercal são de textura franco-argilosa e os mais férteis relativamente, os do PNCS são extremamente arenosos e pobres em nutrientes, enquanto os solos do PEAMP são argilo-arenosos e possuem níveis intermediários nesse gradiente de fertilidade. Os resultados da classificação e ordenação da vegetação mostram alta diversidade beta entre as florestas estacionais, até mesmo ao longo dos remanescentes de floresta estacional do PEAMP e das manchas naturais do PNSC, em função das variações na textura e fertilidade do substrato e das mudanças na topografia do terreno, denotando uma elevada heterogeneidade florística e estrutural da vegetação em nível local. Na floresta estacional da Fercal a diversidade beta foi baixa em função a alta densidade de espécies edafo-especialistas que possuem ampla distribuição na amostra produzindo maior homogeneidade florística e estrutural. Ao se comparar as três amostras em termos florísticos e estruturais, a maior similaridade dá-se entre as florestas estacionais do Planalto Central, refletindo a maior proximidade geográfica das áreas em nível regional. Mesmo assim, a floresta estacional do Piauí é mais similar à floresta do PEAMP (Goiânia), em relação à da Fercal (Distrito Federal) indicando uma relação inversa ao gradiente de proximidade entre as florestas, que pode ser remetido às significativas variações de textura e fertilidade (PEAMP e PNSC) exercendo maior influência na estrutura e composição da vegetação do que o posicionamento geográfico das florestas estacionais em nível regional. São comuns as três florestas estacionais doze espécies, Agonandra brasiliensis, Machaerium acutifolium, Guettarda viburnoides, Aspidosperma subincanum, Anadenanthera colubrina, Myracrodruon urundeuva, Astronium fraxinifolium, Hymenaea courbaril, Matayba guianensis, Tabebuia serratifolia, Tabebuia impetiginosa e Sterculia striata. Destas, as quatro primeiras se destacam por possuírem populações com tamanhos similares nas três florestas o que indica serem tolerantes a uma ampla variação de condições ambientais no bioma Cerrado, pois ocorrem, de forma geral, em áreas de cerrado sensu stricto, matas de galeria e ciliares, assim como em florestas estacionais condição que realça a importância da vegetação matriz do bioma na manutenção das formações florestais. Os resultados podem subsidiar projetos de sivilcultura e recuperação ambiental nas áreas de estudo e em nível regional uma vez que foram obtidas relações espécie-ambiente com padrões comuns entre as matas do setor do Planalto Central e do setor Paranaibano do bioma Cerrado, apesar das distâncias e do posicionamento ecotonal do PNSC. _______________________________________________________________________________ ABSTRACTIn open formations which predominate in the Cerrado biome, seasonal dry forests deserve distinction as they occupy 30% of its territorial area and constitute the most endangered physiognomy by human interference. The fine quality timber obtained from some of its species, its high fertility lands and due to limestone mining in some areas are the main factores of forests degradation. The wide distribution of these formations within the Cerrado’s various land units, under different temperature, precipitation, and drought period regimens, as well as under distinct soil and topographic characteristics, propitiates floristic and structure variations of the tree layer. The present study was carried out in three Cerrado seasonal dry forests, two of which located at “Planalto Central” (Goiás State and the Federal District) and the other at Piauí State.In Goiás, sampling was carried out at Altamiro Moura Pacheco State Park (PEAMP), in fragments which there remain after human interference before the park’s foundation. In the Federal District, sampling took place at a limestone outcrop site known as Fercal, on a hillside continuously covered by forests. In Piauí it was carried out in some of this physiognomy’s disjunctly distributed natural spots, along Sete Cidades National Park’s (PNSC) savanna. The purpose was to study tree communitarian diversity and structure, as well as to try to relate substrate and relief variations with its tree species distribution. A characterization survey with focus on environmental variables (temperature, precipitation, drought period duration and soil’s physical and chemical properties) was carried through, as well as a floristic and structure comparison between the three studied seasonal dry forests, in order to test the hypothesis that, even when subjected to a wide range of environmental variations, these forests show floristic and structural similarities within their tree layer. A standardized methodology for tree layer data collection based on “two-stage casual sampling” was used, as proposed by the “Rede de Parcelas Permanentes dos biomas Cerrado e Pantanal”, where twenty-five 400m2 sample plots were installed in each site, and all tree individuals with DBH > 5,0 cm were measured and registered. Standardized soil collection and analysis were carried out in accordance to EMBRAPA’s recommendations. Regardless the amplitude of the richness (78 to 115 species), density (1059 to 1840 ind.ha-1), basal area (18,08 to 22,72 m2.ha-1) and alpha diversity (3,36 a 4,05 nats.ind-1) values found for the three forests, they are all within the value range which has been obtained in other Brazilian seasonal dry forests. The communities exhibited a self-regenerating structure, with diameter distribution following a reversed-J shape. A consistent soil fertility and texture variations was found under the three forests, as well as strong temperature and drought period duration variations among the two Cerrado biome sectors where the studied sites were implanted (Planalto Central and Rio Parnaíba’s watershed sectors). Soils at the Fercal site showed silt-clay texture and are relatively the most fertile. The ones at PNCS are extremely sandy and nutrient lacking, while the ones at PEAMP are sand-clay and show intermediate levels within the fertility gradient. Vegetation classification and ordering results show high beta diversity among the seasonal dry forests, even along PEAMP’s forest fragments and PNSC’s natural forest spots, due to substrate texture and fertility variations and land topography changes, denoting a highly floristic and structural heterogeneity of the vegetation at local level. In Fercal’s seasonal dry forest beta diversity found was low, due to the high density of species, which showed a wide distribution in the sample, bringing forth greater floristic and structural homogeneity. Comparing the three samples in floristic and structural terms, greater similarities arise among the Planalto Central’s seasonal dry forests, reflecting the areas’ greater geographical proximity at regional level. Even thus, Piauí state’s seasonal forest is more similar to PEAMP’s forest in comparison with the Fercal’s one, indicating a inverse relationship regarding the geographical gradient, which can be referred to the significant local environmental variations (PEAMP and PNSC) that may exercise greater influence on structure and vegetation’s constitution than the seasonal dry forest’s geographical location, at regional level. Twelve species are common to the three seasonal dry forests: Agonandra brasiliensis, Machaerium acutifolium, Guettarda viburnoides, Aspidosperma subincanum, Anadenanthera colubrina, Myracrodruon urundeuva, Astronium fraxinifolium, Hymenaea courbaril, Matayba guianensis, Tabebuia serratifolia, Tabebuia impetiginosa e Sterculia striata. Of these, the first four distinguish themselves as they have populations with similar sizes in all of the three forests, fact that indicates tolerance to a wide variation of environmental conditions in the Cerrado biome, as they occur, in general terms, at cerrado strictu sensu, river forests sites, as well as in seasonal dry forests, emphasizing the importance of the biome’s vegetation matrix for the maintenance of forest formations. Results may subsidize silviculture and environmental recuperation projects at the studied sites at regional level, as species/environment relations were obtained with common patterns for both the Planalto Central’s sector’s and the Cerrado biome’s Paraiba’s sector’s forests, despite PNSC’s geographical distances