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CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO “LATO SENSU” (ESPECIALIZAÇÃO) A DISTÂNCIA AVALIAÇÃO DE FLORA E FAUNA EM ESTUDOS AMBIENTAIS TÉCNICAS DE LEVANTAMENTO, CARACTERIZAÇÃO E DIAGNÓSTICO DA VEGETAÇÃO: PRINCÍPIOS E PRÁTICAS Marco Aurélio Leite Fontes Prof. Engenharia Florestal – DCF/UFLA Universidade Federal de Lavras - UFLA Fundação de Apoio ao Ensino, Pesquisa e Extensão - FAEPE Lavras-MG 2008 Parceria Universidade Federal de Lavras - UFLA Fundação de Apoio ao Ensino, Pesquisa e Extensão - FAEPE Reitor Antônio Nazareno Guimarães Mendes Vice-Reitor Ricardo Pereira Reis Diretor da Editora Marco Antônio Rezende Alvarenga Pró-Reitor de Pós-Graduação Joel Augusto Muniz Pró-Reitor Adjunto de Pós-Graduação “Lato Sensu” Marcelo Silva de Oliveira Coordenador do Curso Antônio Carlos da Silva Zanzini Presidente do Conselho Deliberativo da FAEPE Edson Ampélio Pozza Impressão Gráfica Universitária/UFLA Ficha Catalográfica preparada pela Divisão de Processos Técnicos da Biblioteca Central da UFLA Técnicas de levantamento, caracterização e diagnóstico da vegetação: princípios e práticas / Marco Aurélio Leite Fontes. - Lavras : UFLA, 2008. XXX p.: il. – Curso de Pós-Graduação “Lato Sensu” (Especialização) a Distância: Avaliação de Flora e Fauna em Estudos Ambientais. Bibliografia 1. Meio Ambiente. 2. Conservação da Flora. 3. Ecologia Florestal. 4. Fitossociologia. 5. Fenologia. I. Gonzaga, A.P.D. II. Fontes, M.A.L. III. Universidade Federal de Lavras. IV. Fundação de Apoio ao Ensino, Pesquisa e Extensão. V. Título. CDD - .XXX.XXX . S U M Á R I O INTRODUÇÃO .......................................................................................................... 5 1. EVOLUÇÃO NO CONHECIMENTO SOBRE A VEGETAÇÃO ............................. 7 2. MÉTODOS QUALITATIVOS ............................................................................... 12 2.1. FLORÍSTICA ................................................................................................... 12 2.2. ESPECTRO BIOLÓGICO ............................................................................... 18 3. MÉTODOS QUALI-QUANTITATIVOS ............................................................... 22 3.1. FENOLOGIA ................................................................................................... 22 3.2. DIAGRAMA DE PERFIL E COBERTURA ....................................................... 27 4. MÉTODOS QUANTITATIVOS ........................................................................... 30 4.1. ÁREA VARIÁVEL ............................................................................................ 35 4.1.1. PONTO QUADRANTE .................................................................................. 35 4.2. ÁREA FIXA ..................................................................................................... 35 4.2.1. PARCELAS ÚNICAS ................................................................................... 39 4.2.2. PARCELAS MULTIPLAS ............................................................................. 39 5. REGENERAÇÃO NATURAL ............................................................................. 42 5.1. PARCELAS ...................................................................................................... 43 5.2. AGULHAS ........................................................................................................ 47 5.3. INTERCEPTAÇÃO DE LINHAS ...................................................................... 51 6. DIVERSIDADE E RIQUEZA .............................................................................. 54 6.1. DIVERSIDADE ................................................................................................ 57 6.1.1. DIVERISDADE ALPHA ................................................................................. 57 6.1.2. DIVERISDADE BETA .................................................................................. 59 6.1.3. DIVERISDADE GAMA .................................................................................. 60 6.2. ESTIMADORES DE RIQUEZA ........................................................................ 61 6.2.1. JACKNIFFE .................................................................................................. 61 7. DINÂMICA FLORESTAL .................................................................................... 62 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................ 69 INTRODUÇÃO A preocupação legal com a questão ambiental inseriu-se no contexto mundial na década de 60, a partir da evidência de que as atividades humanas estavam produzindo alterações no meio ambiente capazes de trazer prejuízos diretos e indiretos à humanidade e à sua qualidade de vida. Como principal marco dessa conscientização surgiu por inspiração de movimentos ambientalistas nos Estados Unidos a primeira legislação importante em matéria de avaliação de impacto ambiental. Essa lei, denominada National Environmental Policy Act (NEPA), passou no Congresso Americano no final do ano de 1969 e foi assinada pelo Presidente Nixon em 1970. Dispondo sobre os objetivos e princípios da política ambiental americana, o NEPA exige em seu artigo 102 que “todas as agências do Governo Federal deverão incluir em cada recomendação ou informe sobre propostas para legislação e outras ações federais importantes que afetem significativamente a qualidade do ambiente humano, uma declaração detalhada feita por funcionários responsáveis, a respeito do impacto das medidas propostas sobre o meio ambiente”. Esse procedimento foi discutido também em outros países e rapidamente incorporou-se em suas legislações de acordo com particularidades jurídicas e institucionais de cada país. O Brasil possui uma ampla história sobre a regulação da avaliação de impacto ambiental. Inspirado nas normas preconizadas pelo NEPA, a avaliação de impacto ambiental incorporou-se na legislação de uma forma relativamente tímida através da Lei Nº 6.803 de 1980 sobre diretrizes básicas para a zonificação de áreas críticas de contaminação. A Lei Nº 6.938 de 31 de agosto de 1981 estabeleceu a Política Nacional do Meio Ambiente (PNMA) como normas gerais para toda a nação. No seu artigo 9º, inciso III instituiu a avaliação de impacto ambiental como instrumento de proteção do meio ambiente. O Decreto Nº 88.351 de 1983 regulamentou a referida lei fixando a exigência dos estudos de impacto ambiental para fins de licenciamento de atividades potencialmente poluidoras ou empreendimentos capazes de causar degradação ambiental (Queiroz, 1990). O advento da Resolução Nº 001 de 23 de janeiro de 1986, do Conselho Nacional do Meio Ambiente, deu um tratamento mais orgânico às avaliações de impacto ambiental estabelecendo definições, responsabilidades e critérios básicos para sua implementação (CONAMA, 1992). A Constituição Federal de 1988 consagrou o direito fundamental a viver em um meio EDITORA – UFLA/FAEPE - Técnicas de levantamento, caracterização e diagnóstico da vegetação: princípios e práticas 6 ambiente equilibrado e para garantir esse direito exige o estudo de impacto ambiental para determinadas atividades. Nas últimas duas décadas, o processo de Avaliação de Impacto Ambiental (AIA) tem sido reconhecido como um dos mais importantes instrumentos de política ambiental, tendo sido adotado em praticamentetodos os países desenvolvidos e em vias de desenvolvimento, em diferentes contextos políticos e institucionais, de maneira formal ou informal. Atualmente, a AIA vem sendo aplicada também às políticas, planos e programas, sendo conhecida, nestes casos, como Avaliação Ambiental Estratégica (AAE). Assim no processo de evolução da consciência ambiental mundial, utiliza-se a avaliação de impacto ambiental como instrumento de negociação todos os principais organismos de cooperação internacional como a Organização das Nações Unidas (ONU), o Banco Mundial (BIRD) e o Banco Interamericano de Desenvolvimento (BID), entre outros. Todavia, apesar de sua importância como instrumento de tomada de decisão, a aplicação plena da AIA como instrumento de gestão ambiental vem apresentando severas limitações em virtude de problemas relacionados aos procedimentos político-institucionais e técnico-científicos. Diante de tal contexto, diversos fóruns nacionais e internacionais, particularmente, a “International Association for Impact Assessment” (IAIA), vem recomendando que sejam feitos investimentos em capacitação técnica para os diversos profissionais envolvidos na prática da AIA. 1 EVOLUÇÃO NO CONHECIMENTO SOBRE A VEGETAÇÃO Os estudos sobre a composição florística e a estrutura das formações florestais são de fundamental importância, pois oferecem subsídios para a compreensão da estrutura e da dinâmica destas formações, parâmetros imprescindíveis para o manejo e regeneração das diferentes comunidades vegetais (Manzatto 2001). A disciplina atualmente conhecida como Fitossociologia foi fundada com o nome de Sociologia de Plantas em um trabalho pioneiro de Paczoski em 1896 (Pavillard 1935). No entanto o termo Fitossociologia só se firma com os trabalhos de Braun-Blanquet apartir da década de 20 (Braun-Blanquet 1979). Assim a Fitossociologia pode ser definida como o estudo das causas e efeitos da co-habitação de plantas em um dado ambiente, do surgimento, constituição e estrutura dos agrupamentos vegetais e dos processos que implicam em sua continuidade ou em sua mudança ao longo do tempo. Esta ciência reúne um conjunto de métodos, teorias e conceitos que abrangem desde a descrição de uma comunidade vegetal local até a investigação de padrões recorrentes em várias comunidades em escala geográfica; desde uma demonstração de associação entre a variação espacial de abundância de uma espécie e a variação espacial de um fator ou recurso em uma comunidade local até o estabelecimento de condições limitantes de populações e comunidades em escala fitogeográfica; desde um olhar sobre o estado instantâneo de uma comunidade até a integração de sua variação ao longo de um intervalo de tempo; desde a classificação de trechos de vegetação em escala local, até as relações entre grandes formações. Dada essa grande abrangência, a Fitossociologia é geralmente dividida em (Pavillard 1935, Braun-Blanquet 1979): i) Morfologia da comunidade: estuda o conteúdo e a forma da comunidade, ou seja, sua estrutura; ii) Sinecologia mesológica: aborda as interações abióticas da comunidade (associações entre variações espaciais da abundância de uma ou mais espécies EDITORA – UFLA/FAEPE - Técnicas de levantamento, caracterização e diagnóstico da vegetação: princípios e práticas 8 e variáveis de solo, clima, relevo, etc.); iii) Sinecologia etológica: estuda a periodicidade das funções vitais (Fenologia) e as interações bióticas (competição, herbivoria, etc.) na comunidade, ou seja, sua função; iv) Sindinâmica: considera as variações temporais da comunidade, incluindo a sucessão e a deriva, ou seja, a dinâmica; v) Sintaxonomia ou sistemática fitossociológica: ocupa-se da classificação das comunidades; vi) Sincorologia: estuda a distribuição das comunidades no espaço e inclui a fitogeografia. Cada um desses campos de conhecimento fitossociológico é dotado de terminologia e métodos conhecidos e reconhecidos internacionalmente, e geralmente, com base matemático-estatística demonstrada. Isso permite identificar, descrever e estabelecer relações entre os elementos estudados em cada um desses campos, de modo que a Fitossociologia tem uma característica metódica. Permite também que os resultados da aplicação desses métodos por diferentes pesquisadores possam ser comparados e possam localizar e descrever tipos diferentes de comunidades, de modo que a Fitossociologia, além de sistemática, é também prospectiva. Prospectiva, tanto no sentido de possibilitar levantamentos detalhados de comunidades quanto no sentido de permitir a proposição de expectativas com base tanto no conhecimento da teoria quanto no cotejamento dos dados com a teoria. A metodologia de estudos fitossociológicos nasceu na Europa, sendo que nas Américas desenvolveram-se técnicas de análise quantitativa e a fitossociologia teve seu maior enfoque nos estudos do componente arbóreo das florestas (Martins 1979). No Brasil, os primeiros estudos fitossociológicos foram feitos com o objetivo de conhecer melhor a estrutura florestal, como uma forma de combate às epidemias, e foram realizados por meio do Instituto Oswaldo Cruz. Os estudos começaram a ter caráter acadêmico, com enfoques ecológicos, quando o pesquisador Stanley A. Cain, da Universidade de Michigan (EUA) veio ao Brasil com o intuito de aplicar os conceitos e métodos fitossociológicos, que foram desenvolvidos para florestas temperadas, às florestas tropicais (Martins 1979). A fitossociologia no Brasil teve seus primeiros trabalhos efetuados na década de 40, mas somente na década de 80 se firmou como uma área de pesquisa das mais relevantes em ecologia, com massa crítica de trabalhos que permitiram bons diagnósticos de parte da estrutura de diversos biomas brasileiros, principalmente o cerrado e as florestas ciliar, estacional semidecidual e pluvial tropical. Em relação às publicações internacionais, a fitossociologia teve seu auge na década de 60, sendo Evolução no conhecimento sobre a vegetação 9 desenvolvida aqui, portanto, com 20 anos de atraso. Estes trabalhos desenvolvidos no Brasil, como muitos outros que vêm sendo feitos até os dias de hoje, procuraram analisar parte da estrutura da vegetação, principalmente o seu componente dominante, notadamente com base na amostra de árvores, a partir de critérios de inclusão que foram muito variados, mesmo considerando-se o mesmo bioma. No caso do cerrado, houve uma padronização maior, ao passo que nos levantamentos de florestas, a variação foi excepcionalmente grande, adotando-se quase sempre critérios pouco abrangentes, tamanhos e formas de parcelas variados ou algum método de distância, principalmente o de quadrantes, o que dificulta sobremaneira as análises comparativas. A partir de meados da década de 80, os estudos começam a interpretar os seus resultados com base em características fisiológicas ou de dispersão das espécies, classificando-as quanto à exigência de luz ou à síndrome de dispersão. Dada a massa crítica de trabalhos que é produzida, são comuns a partir deste período as comparações entre as floras obtidas, como se fossem representativas dos biomas sob estudo, e como se os esforços amostrais, os critérios de inclusão, a heterogeneidade interna entre áreas ou os estádios de sucessão dos trechos analisados, entre muitos outros fatores, não fossem relevantes, tentando estabelecer relações fitogeográficas entre biomas ou comunidades de um mesmo bioma. O inventário é a descrição da comunidade vegetal e das condições de ambiente que nela prevalesce. Consiste na listagem das plantas encontrados na comunidade vegetal, asquais por razões práticas são reunidas em populações. Se necessário, as populações são listadas por estratos verticais. A cada população é associada uma estimativa de quantidade, que pode ser a sua freqüência, cobertura, densidade, ou biomassa dentro da comunidade. A avaliacão dessas quantidades pode exigir uma amostragem dentro da comunidade vegetal e a aplicação de métodos apropriados. Cobertura e densidade (abundância) podem ser avaliadas visualmente quando a comunidade vegetal pode ser visualizada no seu todo. O inventário também inclui a anotação de características de ambiente relevantes, como altitude, condições climáticas do local, exposição solar, declividade do terreno, posição no relevo, substrato geológico e grau e tipo de ação antrópica, e a tomada de amostras de solo para a análise de características químicas e físicas. A inserção de instrumentos numéricos às análises fitossociológicas é fortalecida neste mesmo período, buscando-se, principalmente, significância entre as diferenças nos valores obtidos para algum parâmetro, relações e correlações entre a estrutura observada e algum parâmetro ambiental, principalmente do clima e do solo. É desta mesma época a aparecimento da preocupação quanto a representatividade do trecho sob análise, inserindo-se nas análises instrumentos de EDITORA – UFLA/FAEPE - Técnicas de levantamento, caracterização e diagnóstico da vegetação: princípios e práticas 10 sensoriamento remoto - fotos aéreas e imagens de satélite -, que permitiram extrapolações, além de estimular-se o resgate histórico de ocupação da área, já que isto pode alterar de forma radical a estrutura original da vegetação, raramente encontrada nos dias de hoje. São dos principais limites às interpretações feitas com base nestes levantamentos: - a falta de conhecimento fundamental acerca da fisiologia das espécies, em suas várias etapas do ciclo de vida, o que tem levado a interpretações que variam muito entre os pesquisadores, acarretando em incorreções na classificação do estádio sucessional da vegetação nos trechos analisados; - o uso de dados climáticos e do solo que nem sempre são representativos do local, ressaltando-se no caso do solo o papel que a própria vegetação tem na sua estrutura e fertilidade; - a identificação das espécies com base em material vegetativo, levando em conta que muitos herbários regionais não têm material botânico bem identificado; - o conhecimento muito parcial dos biomas, já que critérios restritivos de amostragem não permitem conhecer-se adequadamente a estrutura interna dos biomas (componente herbáceo, arbustivo, arbóreo de sub- mata, epífitas e lianas); - o desperdício de uma grande quantidade de informações contidas nas tabelas fitossociológicas, interpretadas em sua maioria como se fosse um concurso das 10 mais em VI; e - algo que é essencial a qualquer área de ciência, que é o desenvolvimento da pesquisa a partir de perguntas bem elaboradas e de objetivos que não sejam os de: contribuir ao conhecimento de algum trecho de vegetação, o que tem acarretado, entre as conclusões, a de que: são necessários novos estudos. Por outro lado, não fosse a fitossociologia, até muito recentemente pouco se saberia acerca da flora da maioria dos biomas do território brasileiro, já que são poucos os trabalhos de levantamentos florísticos amplos. São limites atuais importantes à fitossociologia avanços no conhecimento da fisiologia das espécies, o pequeno número de especialistas nos diversos grupos vegetais, principalmente às plantas dependentes do componente dominante dos biomas, de instrumentos numéricos à interpretação, principalmente de análises multivariadas, essenciais à discrimição dos fatores determinantes da estrutura, e de padronizações, que não significam o uso do mesmo método ou critérios de inclusão, mas de procedimentos que permitam comparações dos resultados que vêm sendo obtidos, sob o risco de continuarmos a fazer estudos de caso, tão importantes no passado recente da fitossociologia. O estudo da vegetação é fundamentalmente comparativo. Comunidades são comparadas com vistas a revelar padrões de distribuição e associação, os quais podem ser interpretados em relação à variação espacial e temporal de fatores de ambiente e, ou ser usados para definir tipos de vegetação. Para tanto, descrevem-se um conjunto de comunidades ao longo de gradientes ambientais ou ao longo do Evolução no conhecimento sobre a vegetação 11 tempo. 2 MÉTODOS QUALITATIVOS Os métodos qualitativos têm grande importância para o conhecimento das formações vegetais, que proporcionará informações essenciais para a condução de estudos detalhados, tais como levantamentos estruturais e, ou análise das correlações existentes entre os gradientes de vegetação e ambiente, estabelecendo parâmetros comparativos com outros fragmentos florestais. Existem várias formas de realizar os levantamentos qualitativos, dentre os mais utilizados, podemos citar o os levantamentos florísticos e o espectro biológico. 2.1. FLORÍSTICA O levantamento florístico é o mais utilizado no Brasil e consiste em uma listagem das espécies que ocorrem em determinado local. Deve ser feita descrição da área como um todo para caracterizar o ambiente, já que cada espécie tem uma amplitude ecológica e um modo de se relacionar com o ambiente. E para sua realização de forma correta critérios são básicos: a identidade botânica e o período de coleta. Para a correta identificação botânica as coletas deverão ser de material fértil, as amostras de ramos devem ser cortadas com auxilio de uma tesoura de poda, e posteriormente a prensagem em jornal entre dois papelões do mesmo tamanho do jornal. Depois devem ser levadas para secar ao sol ou em estufa de secagem. Ainda no campo devem ser anotados os dados da planta, de acordo com ficha de campo (Figura 1). As coletas do material botânico deverão ser conduzidas a um herbário para comparações e sua correta identificação. É sempre interessante consultar a bibliografia especializada bem como encaminhar as coletas, sempre que possível a um especialista. Outro cuidado importante é o período de coleta, sob dois aspectos: i) o intervalo de tempo entre as campanhas e ii) o período total de amostragem. Em função de diferenças nas fases de floração e frutificação das espécies, torna-se de suma importância visitas periódicas a área de estudo a fim de se obter o maior número de coletas de material fértil. É recomendado que as visitas sejam realizadas quinzenalmente e por longos períodos de tempo (2 a 5 anos), visto que Métodos qualitativos 13 variações climáticas, bem como sazonalidade na produção de flores e frutos é uma forte caracteristica das espécies arbóreas. Figura 1. Exemplo de ficha para acompanhar o material coletado. FICHA DE COLETA BOTÂNICA Nome científico:_____________________________________________________________ Família botânica:____________________________________________________________ Nome vulgar:_______________________________________________________________ Habitat:__________________________________________________ Altit.:__________m Hábito:___________________________________________________ Altitude:_________ Flor (cor, odor, etc.):_________________________________________________________ Fruto (tamanho, cor, odor, etc.):________________________________________________ Coletor:__________________________________________________ Data:___________ Determinador:_____________________________________________ Data:___________ Observações (usos, abundância, etc.):___________________________________________ __________________________________________________________________________CARACTERÍSTICAS MORFOLÓGICAS DAS PRINCIPAIS FAMÍLIAS BOTÂNICAS COM REPRESENTANTES ARBÓREOS NO BRASIL PARA FINS DE RECONHECIMENTO EM CAMPO. ARECACEAE - Folhas compostas, pinadas ou palmadas, alternas apicais, paralelinérvias, sem estípulas; eixo monopodial, geralmente com cicatrizes peciolares (anéis) no estipe: Syagrus (jerivá), Euterpe (palmito), Attalea (indaiá), Butia (butiá), Bactris (tucum), Geonoma (guaricana), Mauritia (buriti). ANACARDIACEAE - Folhas simples ou compostas (imparipinadas), alternas, sem estípulas; nervuras laterais terminando na margem da folha: - Imparipinadas; com ráquis alado: Schinus (aroeira); Tapirira; - Simples : Lithraea (bugreiro). EDITORA – UFLA/FAEPE - Técnicas de levantamento, caracterização e diagnóstico da vegetação: princípios e práticas 14 ANNONACEAE - Folhas simples, alternas dísticas, sem estípulas, margem inteira; casca desprende em tiras;eixo dos raminhos geralmente em zig-zag: - Annona, Rollinia (araticum), Xylopia. APOCYNACEAE - Folhas simples, alternas, opostas ou verticiliadas, sem estípulas, raminhos com muitas lenticelas; fruto folículos germinados; frutos e ramos jovens laticíferos: - Aspidosperma (peroba), Tabernamontanae (Peschiera syn.) (leiteiro). AQUIFOLIACEAE - Folhas simples, alternas, com estípulas, geralmente obovadas e de margem serreada, coriáceas; casca interna arenosa: - Ilex (erva-mate, caúna, congonha). ARALIACEAE - Folhas simples ou compostas digitadas, alternas, com estípulas apicais: - Schefflera (mandiocão), Dendropanax (maria-mole, folha simples). ASTERACEAE - Folhas simples, alternas, sem estípulas, geralmente pilosas; casca interna geralmente escura e arenosa: - Piptocarpha (vassourão-branco), Vernonia (vassourão-preto). BIGNONIACEAE - Folhas compostas, opostas, sem estípulas; - Folhas digitadas, com folíolos longos e peciolados: Tabebuia, Zeyhera, Cybistax (ipês); exceto: Tabebuia cassinoides (caxeta) - folhas simples opostas; - Folhas bipinadas: Jacaranda spp. (caroba, jacarandá mimoso). CECROPIACEAE - Folhas simples, lobuladas; com ramificação somente na altura superior do tronco: - Cecropia (embaúba), Coussapoa (mata-pau). CLUSIACEAE (GUTTIFERAE) - Folhas simples, opostas, sem estípulas; Métodos qualitativos 15 - Folhas não laticíferas, verde-escura, nervação expressiva; casca interna laticífera: Calophyllum (guanandi), Rheedia (bacopari), Clusia. CUNONIACEAE - Folhas laticíferas, látex esbranquiçado, nervação pouco expressiva: Clusia (mangue-do-mato, criúva); - Folhas compostas, digitadas ou imparipinadas, opostas, com estípulas interpeciolares grandes: - Folhas digitadas: Lamanonia (guaperê); - Folhas imparipinadas com ráquis alado: Weinmannia (gramimunha). EUPHORBIACEAE - Folhas simples, alternas, espiraladas, com estípulas, em geral um par de glândulas na união do pecíolo com o limbo ou na base deste, geralmente margem serreada: - Folhas com glândulas: Tetrorchidium; - Folhas com glândulas e látex: Sapium (leiteiro), Croton (urucurana); - Folhas sem látex: Alchornea (tapiá), Hieronyma (licurana). LAURACEAE - Folhas simples, alternas, sem estípulas, geralmente lanceoladas; com domácias; planta aromática, casca interna arenosa (exceto Ocotea puberula - canela-sebo, guaicá): - Ocotea, Nectandra, Cinnamomum, Persea, Aniba (canelas). FABACEAE - Folhas compostas, alternas, com estípulas e pulvinos (articulações); fruto legume/sâmara. MIMOSOIDEAE - Folhas bipinadas com glândulas no ráquis: - Mimosa (bracatinga), Acacia, Piptadenia, Anadenthera (angico), Enterolobium (timbaúva); CAESALPINIOIDEAE - Folhas bipinadas sem glândulas no ráquis: - Caesalpinia (sibipiruna), Schizolobium (guapuruvú); - Folhas paripinadas: - Senna (chuva-de-ouro), Cassia, Copaifera (pau-de- óleo), Pterogyne; - Folhas bifoliadas: - Bauhinia (pata-de-vaca), Hymenaea (jatobá); FABACEAE/FABOIDEAE - Folhas imparipinadas; Dalbergia (jacarandá), Myrocarpus (cabreúva), EDITORA – UFLA/FAEPE - Técnicas de levantamento, caracterização e diagnóstico da vegetação: princípios e práticas 16 Centrolobium (araribá). MAGNOLIACEAE - Folhas simples, alterna, com estípula apical, sem exsudações, com cicatriz no pecíolo: - Magnolia (pinha do brejo); Michelia (champaca, exótica). MELASTOMATACEAE - Folhas simples, opostas, sem estípulas, curvinérvias: - Tibouchina (quaresmeira), Miconia (jacatirão). MELIACEAE - Folhas compostas, alternas, sem estípulas, geralmente grandes: - Folhas pinadas: Cedrela (cedro), Cabralea (canjerana), Guarea, Trichilia; - Folhas (às vezes!) trifolioladas: Trichilia (catiguá). MORACEAE - Folhas simples, alternas, com estípula terminal,1°par de nervuras formando ângulo reto; geralmente com látex; - Ficus (figueira). MYRISTICACEAE - Folhas simples, alternas, sem estípulas, dísticas; planta de crescimento monopodial e ramificação verticilada: - Virola (bicuíba, bocuva), Myristica (noz-moscada). MYRSINACEAE - Folhas simples, alternas, sem estípulas (a folha nova apical parece estípula), nervação inexpressiva; casca interna com bolsas de resina; - Myrsine (capororoca). MYRTACEAE - Folhas simples, opostas, sem estípulas, margem inteira, com pontos translúcidos aromáticos; nervuras secundárias geralmente numerosas, paralelas e pouco visíveis: Métodos qualitativos 17 - Myrcia (guamirim), Eugenia (pitanga), Campomanesia (gabiroba). NYCTAGINACEAE - Folhas simples, oblongas, com margem inteira, de consistência mole, carnosa, oxidam ao secar: - Folhas alternas (Bougainvillea); - Folhas opostas (Neea, Guapira, Pisonia). PROTEACEAE - Folhas simples ou compostas pinadas, alternas, sem estípulas; lâminas foliares com acentuado polimorfismo (inteiras, serreadas ou lobadas), geralmente coriáceas, pilosas no dorso; ritidoma com lenticelas pequenas e alinhadas, casca interna tipicamente trançada e arenosa: - Roupala (carvalho-brasileiro), Grevillea (grevilha). PHYTOLACCACEAE - Folhas simples, alternas, glabras, coriáceas, geralmente margem crespa: - Phytolacca (celolão), Seguieria (pau d’alho). ROSACEAE - Folhas simples, alternas, sem estípulas, com glândulas na base, sem exudações ou odores: - Prunus (pessegueiro-bravo). RUBIACEAE - Folhas simples, opostas-cruzadas, com estípulas interpeciolares: - Bathysa (queima-casa), Amaioua (carvoeiro), Posoqueira (baga-de-macaco), Psychotria, Coffea. RUTACEAE - Folhas simples ou compostas, trifolioladas ou imparipinadas, alternas ou opostas, sem estípulas: - Trifolioladas opostas: Balfourodendron (marfim), Esenbeckia (guatambu); - Imparipinadas alternas, com pontos translúcidos e odor cítrico; ritidoma geralmente com acúleos: Zanthoxylum (fagara, mamica-de-porca). EDITORA – UFLA/FAEPE - Técnicas de levantamento, caracterização e diagnóstico da vegetação: princípios e práticas 18 SAPINDACEAE - Folhas simples ou compostas, trifolioladas ou imparipinadas terminando em pequena ponta (folíolo abortado), alternas, sem estípulas: - Simples (Dodonea); - Trifolioladas de margem serreada: Allophyllus; - Imparipinadas de margem inteira: Matayba (camboatá); de margem serreada: Cupania (camboatá). SAPOTACEAE - Folhas simples, alternas, coriáceas, altamente laticífera: - Chrysophyllum (aguaí, mata-olho), Pouteria (leiteiro-preto). SOLANACEAE - Folhas simples, alternas, com e sem estípulas, geralmente pilosas e com mau odor; - Solanum (fumo-bravo, canema).VERBENACEAE - Folhas simples ou compostas, opostas, sem estípulas: - Digitadas com folíolos curto-peciolados: Vitex (tarumã); - Verticiladas com glândulas na base: Cytharexyllum (tucaneiro). VOCHYSIACEAE - Folhas simples, verticiladas, sem estípulas e sem glândulas: - Vochysia (guaricica). - Qualea (glândulas na base do pecíolo). 2.2. ESPECTRO BIOLÓGICO O espectro biológico constitui uma ferramenta na categorização das formas de vida das plantas. Forma de vida (ou forma de crescimento, ou forma biológica) é a forma (ou hábito) que o organismo de uma planta apresenta como resultado do seu ajustamento às forças ambientais, incluindo as modificações fenotípicas (não herdáveis). Se um vegetal mostra-se como árvore no cerrado e arbusto no campo (e. g., Dalbergia violacea), então diremos que possui duas formas de vida; isto Métodos qualitativos 19 porque, ao definir uma forma de vida, apenas congregamos todos os indivíduos que, em determinado meio, exibam as mesmas características morfológicas. Disto emana que as formas de vida expressam, em características fáceis de observar, as bases estruturais das adaptações introduzidas pelo ambiente e podem, portanto, informar- nos acerca das condições locais; também peculiaridades funcionias podem, delas, ser inferidas. As formas de vida constituem destacadas características da estrutura das vegetações, ao descrever estas, teremos que lidar com dois aspectos básicos: estrutura e composição. Esta exige o conhecimento das espécies componentes, as quais, sendo muito numerosas pedem anos de trabalho preliminar e profundos conhecimentos especializados ao pesquisador. Das várias classificações existentes de formas de vida, a de Raunkiaer (1934) é a única universalmente empregada e, portanto, bem conhecida. Ela toma como base o fato de que, exceto os ambientes constantemente quentes e úmidos, a maioria dos climas exibe períodos alternantes favoráveis e desfavoráveis ao crescimento vegetal (p. ex., frio ou seco). Raunkiaer procurou organizar um sistema em que se destacasse o ajustamento às épocas desfavoráveis – e o fez segundo o grau de proteção das gemas latentes; para isto, basta determinar a posição das gemas. A escolha das gemas prende-se ao fato de que elas contêm os meristemas ou tecidos embrionários; durante as fases desfavoráveis, a proteção destes é fundamental para que o crescimento seja retomado ao voltarem as estações propícias. Raunkiaer criou cinco classes de formas de vida: 1. FANERÓFITOS – as gemas acham-se a mais de 25cm acima do solo. Podem ser sub-divididas segundo o porte em: megafanerófitas; mesofanerófitas; microfanerófitas; nanofanerófitas 2. CAMÉFITOS – as gemas situam-se entre a superfície do solo e 25cm, de sorte que se protegem pela camada de serrapilheira. 3. HEMICRIPTÓFITOS – as gemas localizam-se ao nível do solo e estão abrigadas pelo próprio ambiente. 4. CRIPTÓFITOS – as gemas estão abaixo da superfície do substrato. Podem ser sub-divididas segundo o local onde estão apoiadas em: geófitas; helófitas; hidrófitas. 5. TERÓFITOS – as gemas não são perenes e persistem sob a forma dos embriões conservados bas sementes. Logo, são as plantas são anuais, que completam o ciclo vital num só período vegetativo. Várias adaptações foram feitas a proposta de Raunkiaer, a uma das mais interessantes é aquela que cria novas categorias para englobar as formas de vida que apresentam o hábito de apoiar sobre outros organismos. EDITORA – UFLA/FAEPE - Técnicas de levantamento, caracterização e diagnóstico da vegetação: princípios e práticas 20 CHAVE PARA IDENTIFICAÇÃO DAS PRINCIPAIS FORMAS DE VIDA SEGUNDO RAUNKIAER (adaptação) 1 Plantas autótrofas 1.1 Plantas que crescem independentes de outras 1.1.1 Plantas lenhosas ou herbáceas, perenes, sempreverdes ou decíduas 1.1.1.1 Plantas cujos ramos de brotamento permanecem acima de 25cm ou não retrocedem a alturas inferiores àquelas......................................... FANERÓFITAS a. Alturas superiores a 30m................................. MEGAFANERÓFITAS b. Alturas entre 30-08m........................................ MESOFANERÓFITAS c. Alturas entre 08-02m........................................ MICROFANERÓFITAS d. Alturas entre 02m-5cm..................................... NANOFANERÓFITAS 1.1.1.2 Plantas cujos ramos maduros e de brotamento permanecem abaixo de 25cm, ou que crescem além daquela altura, mas retrocedem periodicamente a alturas inferiores àquela.............. CAMÉFITAS 1.1.2 Plantas perenes (incluindo as bianuais) com redução periódica dos ramos de brotamento 1.1.2.1 Redução do sistema de brotamento a nível do solo............................................................ HEMICRIPTÓFITAS 1.1.2.2 Redução a órgãos de reserva sob o substrato................................................................. CRIPTÓFITAS a. Sob solo.......................................................... GEÓFITAS b. Sob lodo.......................................................... HELÓFITAS c. Sob superfície d’água...................................... HIDRÓFITAS 1.1.3 Plantas anuais, cuja parte vegetativa morre após produção de sementes................................... TERÓFITA 1.2 Plantas que crescem utilizando-se de outras como suporte 1.2.1 Plantas que enraízam no solo 1.2.1.1 Plantas que germinam no solo e mantêm contato com ele....................................................... LIANAS 1.2.1.2 Plantas que germinam no sob outras e posteriormente estabelecem suas raízes no solo, ou que germinam no solo, crescem sobre outras, e, depois perdem sua ligação com o substrato................................................................. HEMI-EPÍFITAS 1.2.2 Plantas que germinam e crescem sobre outras......................................................................... EPÍFITAS 2 Plantas semi-autótrofas: plantas verdes com dependência fisiológiga de plantas autótrofas vivas.............................................................................. PARASITAS VASCULARES Métodos qualitativos 21 Figura 2.: Esquema demonstrativo das formas de vida segundo Raunkiaer (1934), onde: 1. FANERÓFITAS; 2 e 3. CAMÉFITAS; 4 HEMICRIPTÓFITAS; CRIPTÓFITAS (5. GEÓFITAS; 6. HELÓFITAS; 7, 8, 9. HIDRÓFITAS) 3 MÉTODOS QUALI- QUANTITATIVOS 3.1. FENOLOGIA A fenologia estuda a ocorrência de eventos biológicos repetitivos e sua relação com mudanças no meio biótico e abiótico (Lieth 1974; Morellato et al. 1990), buscando esclarecer a sazonalidade dos fenômenos biológicos, enfatizando o conjunto da história sazonal dos ambientes após esta ter ocorrido e, ou durante sua ocorrência (Lieth 1970). Os ciclos fenológicos de plantas tropicais são complexos, apresentando padrões irregulares de difícil reconhecimento, principalmente em estudos de curto prazo. Portanto, a escolha dos métodos de avaliação e representação tem especial importância, pois pode dificultar ou auxiliar no reconhecimento dos padrões fenológicos (Newstrom et al. 1994). Variadas linhas de abordagem surgiram em torno do tema fenologia de plantas. Entretanto, ao longo dos últimos 30 anos de desenvolvimento de estudos fenológicos não foram levadas em consideração questões metodológicas importantes na coleta e na avaliação dos dados fenológicos como, por exemplo, o uso de algum método sistematizado de amostragem e, ou de avaliação. Não houve, assim, uma preocupação na definição ou padronização do método ou de um conjunto de métodos que expressassem melhor o comportamento fenológico das espécies, possibilitandocomparações posteriores entre os diferentes estudos (Schiarone et al. 1990; Chapman et al. 1994; Mc Dade & Morellato 1998). Dois únicos estudos manifestaram essa preocupação: o de Fournier (1974) e o de Fournier & Charpantier (1975), que sugerindo métodos de avaliação e amostragem, respectivamente. Fournier (1974) propôs um índice de intensidade, obtido através de método visual de avaliação por meio de uma escala intervalar e Fournier & Charpantier (1975) testaram o tamanho amostral, definindo uma amostragem mínima de indivíduos por espécie, que fosse representativa e com esforço amostral minimizado. Recentemente, tem havido uma crescente preocupação com o Métodos quali-quantitativos 23 problema dos métodos utilizados e a comparabilidade entre estudos fenológicos (Schiarone et al. 1990; Chapman et al. 1992; Newstrom et al. 1994; Mc-Dade & Morellato 1998). Dentro desta perspectiva, os registros dos eventos fenológicos são de suma importânica para a compreenção da dinâmica das comunidades e atua como indicador das respostas dos organismos às condições ambientais, fornecendo respostas excenciais em outras áreas como: Silvicultura, Planejamento florestal, Manejo, Ecologia, entre outras. Os eventos fenológicos a serem diagnosticados são: floração, frutificação, queda e brotação de folhas. Em função de diferenças nas fases de floração e frutificação das espécies, torna-se de suma importância visitas periódicas a área de estudo a fim de se obter o maior número de coletas de material fértil. É recomendado que as visitas sejam realizadas quinzenalmente e por longos períodos de tempo (2 a 5 anos), visto que variações climáticas, bem como sazonalidade na produção de flores e frutos é uma forte característica das espécies arbóreas. Os métodos de avaliação podem ser divididos em: quantitativos (o qual é o mais utilizado), qualitativo (20% dos trabalhos publicados) e, ou da combinação de métodos quali-quantitativos (15% dos trabalhos publicados). Os dois métodos de avaliação encontrados no levantamento, métodos qualitativos e quantitativos, podem ser reagrupados em métodos diretos e indiretos. Os métodos diretos são aqueles que avaliam a fenologia através da observação direta dos indivíduos e que utilizam para esta avaliação algum tipo de escala de mensuração. Nos métodos diretos qualitativos se aplica uma escala nominal, que consiste no registro da presença e ausência da fenofase, sem uma preocupação com a quantificação de cada fenofase. Nos métodos diretos quantitativos e semi-quantitativos, as fenofases são quantificadas de diferentes modos (Bencke & Morellato 2002b). Nos métodos diretos quantitativos as fenofases são mensuradas por contagem total ou utilizando uma escala ordinal, que mostra a magnitude da fenofase ao longo do período de observação, por meio da média dos valores atribuídos aos indivíduos observados em campo. Esses valores correspondem a “ranks” ou postos, não havendo uma razão conhecida e constante entre eles. Por exemplo, a fenofase pode ser avaliada como sendo ausente = 0, pouco intensa = 1 ou muito intensa = 2 (Opler et al. 1976, 1980; Ortiz 1990). Nos métodos diretos semi-quantitativos é utilizada uma escala de mensuração intervalar ou seja, em que a razão entre os valores da escala seja conhecida e constante. Por exemplo, cinco categorias de 0 – 4, com intervalos de 25% de amplitude (Fournier 1974; Wheelwright 1985). Embora a razão entre dois valores quaisquer da escala seja constante, no caso específico deste método de análise, a distância exata entre dois valores da escala é variável (por exemplo, a magnitude exata da fenofase EDITORA – UFLA/FAEPE - Técnicas de levantamento, caracterização e diagnóstico da vegetação: princípios e práticas 24 exibida por um indivíduo ao qual se atribuiu o valor 1 pode variar entre 1 e 25%; desta forma, a relação entre a magnitude da fenofase exibida por este indivíduo e aquela de um indivíduo ao qual foi atribuído o valor 2 não pode ser determinada com exatidão). Por isso, a escala de mensuração é dita semi-quantitativa, pois o valor atribuído corresponde a uma aproximação do valor real, que está enquadrado em um intervalo conhecido (Fournier 1974; Wheelwright 1985; Ribeiro & Castro 1986; Schiarone et al. 1990, Bencke & Morellaro 2002b). Os métodos indiretos são aqueles que avaliam parâmetros quantitativos secundários dos indivíduos como base para estimativa das fenofases, não ocorrendo observação direta dos indivíduos. No levantamento bibliográfico realizado foram encontrados como métodos indiretos de avaliação, a área basal dos indivíduos, o diâmetro do caule (geralmente à altura do peito), o volume de copa (Greene & Johnson 1994) e parâmetros fenológicos obtidos com o uso de coletores como método de avaliação, que são: o peso seco das estruturas, a presença das estruturas recolhidas nos coletores e o número de coletores com determinada estrutura (por estrutura entendemos: flores, frutos e sementes) (Wright & Cornejo 1990; Penhalber & Mantovani 1997). A partir do levantamento bibliográfico foi possível compilar informações a cerca de cada método e sintetizar, na Tabela 1, considerações sobre estes, visando esclarecer as reais condições da aplicação prática de cada um. Tabela 1.: Considerações para a escolha dos métodos de avaliação a serem utilizados em estudos de fenologia com espécies arbóreas em florestas tropicais. Métodos de Avaliação Considerações Métodos de Avaliação Diretos Qualitativo (Escala Nominal) Pode ser facilmente aplicado em qualquer tipo de vegetação; não depende de pessoal treinado para sua aplicação; não permite avaliar intensidade das fenofases; permite avaliar a sincronia entre os indivíduos; baixo custo, com esforço amostral e tempo de observação baixos. Quantitativo e Semi-quantitativos (Escala Ordinal e Intervalar semi- quantitativa) Não pode ser facilmente aplicado em qualquer tipo de vegetação; depende de pessoal treinado para sua aplicação; permite calcular a intensidade das fenofases; se convertido em presença/ausência permite estimar a Métodos quali-quantitativos 25 sincronia entre os indivíduos; baixo custo, com esforço amostral e tempo de observação altos. Métodos de Avaliação Indiretos Área basal, Diâmetro à altura do peito, Coletores Não pode ser facilmente aplicado em qualquer tipo de vegetação; depende de pessoal treinado para sua aplicação; permite avaliar intensidade das fenofases; não permite avaliar a sincronia entre os indivíduos; alto custo, com esforço amostral e tempo de observação altos tanto em campo como em laboratório. Os métodos de amostragem mais utilizados podem ser divididos de quatro formas: Método de Trilhas - Geralmente as trilhas são caminhos pré-existentes demarcados sem uma sistemática definida, alcançando normalmente distâncias maiores que as transecções. Os indivíduos são amostrados ao longo de toda a trilha, a distâncias e intervalos previamente definidos, ou ao acaso (Alexandre 1980; Fleming & Williams 1990; Morellato & Leitão Filho 1990). Método de Transecções - Transecções são demarcadas de forma sistemática, conforme os objetivos do estudo, podendo ter diferentes comprimentos e direções. Os indivíduos podem ser amostrados de várias maneiras ao longo da(s) transecção(ões): a) em pontos fixos; b) dentro de um certo intervalo de distância, c) ao longo de toda a transecção, onde geralmente é estabelecida uma certa distância máxima a cada lado da transecção ou d) ao acaso (Frankie et al. 1974a; White 1994; Bencke & Morellato 2002a). Método de Parcelas - Consiste na demarcação de umaou várias parcelas (número e tamanho variando de acordo com o ambiente e os objetivos do estudo). Todos os indivíduos encontrados dentro da área demarcada são amostrados, geralmente seguindo algum critério de inclusão pré-definido (Lampe et al. 1992; Talora & Morellato 2000). Nos métodos acima descritos, é escolhido um critério para limitar a inclusão de indivíduos na amostra. Esse critério é definido previamente, de acordo com os objetivos do estudo. Entre os freqüentemente utilizados estão: hábito das espécies, o estrato de interesse, espécies de interesse, geralmente relacionadas ao valor econômico ou ecológico dentro da comunidade. O diâmetro à altura do peito (DAP) esteve entre os critérios mais utilizados em estudos com espécies arbóreas para selecionar espécies de classes de tamanho próximas e que já estejam em fase reprodutiva (Chapman 1989; Greene & Johnson 1994; Morellato & Leitão-Filho 1990; Stevenson et al. 1998, Morellato et al. 1989, 1990, 2000). EDITORA – UFLA/FAEPE - Técnicas de levantamento, caracterização e diagnóstico da vegetação: princípios e práticas 26 Nos métodos de transecções e trilhas o número de indivíduos por espécie a ser amostrado pode ser definido previamente, ou não; já no método de parcelas esse número varia de acordo com o tamanho da área demarcada, além do critério de inclusão. Finalmente, esses métodos não são excludentes. Alguns estudos podem mesclar parcelas com coletores (Penhalber & Mantovani 1997; Toriola 1998), trilhas, transecções e coletores (Chapman et al. 1994; Zhang & Wang 1995) ou marcar indivíduos em trilhas, transecções e parcelas (Morellato et al. 2000). Método de Coletores - Este método vem sendo utilizado com freqüência, geralmente em estudos que visam estimar a produção de frutos e sementes. O tipo e o número de coletores variam de acordo com os objetivos do estudo. Os coletores são instalados no solo da mata e periodicamente o material neles depositado é recolhido, triado, identificado e quantificado, usualmente através do peso seco (Kollmann & Goetze 1998; Wright & Cornejo 1990; Greene & Johnson 1994; Penhalber & Mantovani 1997). Tabela 2. Considerações para a escolha dos métodos de amostragem a serem utilizados em estudos de fenologia com espécies arbóreas em florestas tropicais. Métodos de Amostragem Considerações Transecção Pode ser aplicado em estudos de populações e de comunidades; permite aplicação de vários critérios de inclusão; possibilita repetição adequada para comparação entre áreas distintas; pode ser aplicado em qualquer ambiente; custo, esforço amostral e tempo de observação baixos; requer ajuda extra mínima para estabelecimento do desenho experimental. Trilha Pode ser aplicado em estudos de populações e de comunidades; permite aplicação de vários critérios de inclusão; não permite repetição adequada para comparação entre áreas distintas, a não ser pela distância total percorrida; pode ser aplicado em qualquer ambiente; custo, esforço amostral e tempo de observação baixos; não requer ajuda para estabelecimento do desenho experimental, pois utiliza trilhas préviamente existentes. Parcela Pode ser aplicado em estudos de população e de comunidade; permite aplicação de vários critérios de inclusão; possibilita repetição adequada para comparação entre áreas distintas, conforme o ambiente; pode ser aplicado a qualquer ambiente; Métodos quali-quantitativos 27 baixo custo; com esforço amostral e tempo de observação altos; requer ajuda extra para estabelecimento do desenho experimental. Coletores Pode ser aplicado em estudos de população e de comunidade; não permite aplicação de vários critérios de inclusão; possibilita repetição adequada para comparação entre áreas distintas, conforme o ambiente; não pode ser aplicado a qualquer ambiente; alto custo, com esforço amostral e tempo de observação altos, tanto em campo como em laboratório; requer ajuda extra para estabelecimento do desenho experimental. 3.2. DIAGRAMA DE PERFIL E COBERTURA A descrição de vegetação pode se dar, basicamente, por meio de métodos florísticos e fisionômicos ou estruturais (Kent & Coker, 1992). Um instrumento para a visualização da estrutura fisionômica das florestas é o diagrama de perfil, criado por Davis & Richards (1933) e que, segundo Richards (1996), tem provado ser uma técnica útil para o estudo de estratificação e diferenças na estrutura entre tipos de florestas. Assim os Diagramas de Perfil e Cobertura são representações gráficas da floresta que permitem formar uma idéia sintética e clara dessa. Apesar disso, no Brasil esta técnica tem sido, em geral, utilizado apenas como um complemento a estudos florísticos e, ou fitossociológicos de formações florestais diversas (por exemplo: Mantovani et al., 1989; Silva & Oliveira, 1989; Thompson et al., 1992; Marchiori et al., 1992; Rossoni, 1993 e Meira-Neto et. al., 2005). Desta forma seu uso tem sido pouco discutido e também pouco tem evoluído os meios para a caracterização da estrutura fisionômica. O Método consiste em apresentar uma projeção horizontal e vertical das árvores na floresta, sendo esta uma imagem “fotográfica” do perfil de uma vegetação. Tal imagem não seria capaz de ser captada por meio de fotografia haja visto a existência, muitas vezes de um sub-bosque denso. Assim, estes diagramas consistem em figuras representativas de uma faixa de vegetação com largura conhecida. Conforme Matteucci & Colma (1982), alguns pesquisadores têm demonstrado que o tamanho das faixas adequadas para as florestas tropicais é de 60 x 8 m. Entretanto na literatura os tamanhos desta faixas são bastante variados, como o do Lamprecht (1964), que utilizou tamanhos de 160 x 10 m, até Ditt (2000), que utilizou dimensões de 50 x 4, para a Floresta Estacional Semidecidual de São Paulo. Nestas faixas são mensurados as alturas das árvores (altura total e altura de fuste - até a primeira ramificação importante, bifurcação ou ramo lateral grosso), EDITORA – UFLA/FAEPE - Técnicas de levantamento, caracterização e diagnóstico da vegetação: princípios e práticas 28 circunferência a altura do peito (CAP), o limite inferior da copa e o diâmetro da copa (no mínimo duas dimensões de copa), além de outras características que sejam de interesse para o trabalho. Bem como o mapeamento dos indivíduos (X e Y). Na apresentação dos resultados dos diagramas podem ser utilizados dois grupos de métodos: a) analíticos: que consiste na representação por meio, histogramas e tabelas da realidade encontrada. b) gráficos: que consiste na representação (desenho) da realidade encontrada Figura 3. Diagrama de Perfil e de Cobertura de um trcho de Floresta Ombrófila densa em Ubatuba, SP. 4 MÉTODOS QUANTITATIVOS Na escolha de métodos quantitativos o principal passo é a definição da amostragem. Para tanto uma vez estabelecidos os objetivos e o tipo de vegetação contemplados pelo estudo, parte-se para elaboração de uma estratégia de amostragem uma vez que, que na grande maioria das vezes, é impossível a realização de um censo total devido a impedimentos de ordem espacial, temporal e econômica. A amostragem consite na alocação de um certo número de unidades amostrais na vegetação selecionada. A soma das unidades constitui uma amostra que deverá ser um reflexo de toda a formação vegetal que está sendo estudada. Dentre os métodos de amostragem temos: 1) Amostragem preferencial: as unidades são alocadas ssegundo um critério qualquer julgado conveniente pelo pesquisador. De acordo com este método de amostragem o pesquisadoralocará unidades amostrais nos locais onde ocorrem as condições que deseja estudar ou, ao contrário, onde não ocorre determinada condição. Em áreas com grandes variações, pode-se optar pela estratificação da amostra, que consiste no estabelecimento de unidades limitadas aos locais homogêneos dentro da vegetação. Dessa forma a amostra constituirá de sub- amostras. Objetivo: estimar a variação em função da altitude e, ou borda. Métodos quali-quantitativos 31 2) Amostragem aleatória: as parcelas são sorteadas aleatoriamente dentro da área a ser amostrada, ou seja, num critério probabilístico aleatório. Este arranjo pode conter dois grupos, onde o primeiro não apresenta nenhuma restrição quanto ao processo de seleção das unidades amostrais, o qual é chamado de aleatória irrestrita, por exemplo, num fragmento de 10ha serão amostradas 25 parcelas aleatoriamente, independente de variações quaisquer que existam na área em questão. Já a na aleatória restrita, existe um pré- estabelecimento de uma unidade mínima a ser amostrada, ou seja, há uma prévia restrição imposta à população, exemplo, no mesmo fragmento de 10ha serão amostradas 25 parcelas aleatoriamente, contudo, serão pré determinadas um número N de parcelas que serão alocadas na borda e N que serão alocadas no interior. 3) Amostragem sistemática: as unidades são alocadas de acordo com sistema regular pré-estabelecido. Em geral estabelece-se as parcelas em campo segunda um a orientação predefinida e o método consiste na seleção de unidades amostrais nas quais o processo probabilístico caracteriza-se pela seleção aleatória da primeira unidade amostral, sendo a partir desta, todas as demais automaticamente selecionadas e sistematicamente distribuídas na população com um “K” (distância) constante. É um método pode ser empregado em áreas que apresentam variações espaciais na vegetação. Outros critérios importantes a serem observados são: o número, tamanho e a forma das unidades amostrais. 1) Número e tamanho: o número e o tamanho que as unidades devem ter é outra decisão importante que cabe ao pesuisador tomar. É evidente que quanto EDITORA – UFLA/FAEPE - Técnicas de levantamento, caracterização e diagnóstico da vegetação: princípios e práticas 32 menor for o tamanho das unidades amostrais mais numeroras elas deverão ser. Em geral tem-se utilizado uma área amostral total de 1hectare. 2) Forma: a forma quês aunidades terão é outra decisão importante que o pesquisador irá tomar, pois dependendo da forma escolhida, as parcelas terão maior ou menor área de exposição (borda) e a extensão da borda está diretamente relacionada com os objetivos que se devejam alcançar. Quanto a forma as parcelas podem apresentar diferentes formas, variando em função da estrutura da vegetação. Entre estas pode-se citar: (a) quadradas: que apresentam maior área interna protegida do efeito de borda; (b) retangulares: que possuem maior efeito de borda, por ser mais longa, capta melhor os efeitos dos gradientes e facilita a orientação dos trabalhos nas parcelas, (sendo estas as mais comuns na literatura); (c) circulares: que para o mesmo perímetro engloba maior área; Após a definição do sistema de amostragem outro critério a ser considerado é a altura de medição e o critério de inclusão. Na literatura têm-se utilizado mensurar, no caso da comunidade arbórea, os indivíduos em uma altura padronizada, conhecido como Diâmetro à altura do peito (DAP), ou Circunferência à altura do peito (CAP), que é a mensuração do diametro ou circunferência a 1,30cm do solo. Métodos quali-quantitativos 33 Esta padronização fui resultado de uma série de estudos onde se concluiu que a esta altura de medição era possível obter a melhor egometria aliada a uma boa estimativa da biomassa. Contudo no caso de algumas formações florestais brasileiras, vem sendo utilizada outra altura de medição, como é o caso dos cerrados, onde a altura de medição é a 30cm do solo. O critério de inclusão mais utilizado nas formações florestais brasileiras é de 5cm de DAP (ou 15,7cm). No caso das caatingas o critério é um pouco menor 3cm de DAP. De um modo geral, os métodos de levantamento quantitaivos podem classificar-se em duas categorias, de acordo com a natureza das unidades de amostragem. Considerando que cada parcela representa uma unidade de amostragem, elas podem ter uma área fixa ou variável. O grupo de método com área fixa pode ter uma única ou múltiplas parcelas. O grupo de métodos de parcelas com área variável baseia-se em medidas de distância, por isso, é também chamado de métodos de distância. Como as parcelas do segundo grupo de métodos diferem do conceitos clássico, isto é, de unidades de áreas de amostragem Daubermire (1968) considerou três grupos de métodos de amostragem fitossociológica: o de parcelas múltiplas, o de parcela única e o sem parcelas. Independente dos método escolhido para realização da amostragem, após sua realização o pesquisador irá proceder as análises dos dados, e para tanto os parâmetros a serem considerados são os mesmos, embora as formulações sejam diferentes. Considerando a estrutura horizontal, podemos dividi-la em três tipos de atributos: 1) Atributos demográficos: estes por sua vez são sub-divididos em: a) Abundância: é o número de indivíduos na área. É o número de absoluto de indivíduos de uma espécie encontrada em uma determinada área. A abundância relativa de uma espécie pode ser obtida dividindo-se a abundancia da espécie pelo número total de indivíduos de todas as espécies presentes na área. A abundancia desconsidera o espaço ocupado pelo indivíduo na comunidade, o que a difere da densidade. A abundância relativa, no entanto, deve ser idêntica à densidade relativa. b) Densidade: mede a participação das diferentes espécies dentro da associação vegetal. Pode ser expressa na forma de abundância total por área, que indica o número total de árvores por unidade de área, sem levar em conta espécies presentes: densidade proporcional por área, que indica o número estimado para cada espécie por unidade de área, e abundância relativa, que indica a participação de cada espécie em percentagem, do número total de árvores amostradas. 2) Atributos de biomassa: representa o espaço ocupado pela população na EDITORA – UFLA/FAEPE - Técnicas de levantamento, caracterização e diagnóstico da vegetação: princípios e práticas 34 comunidade. A dominância permite medir a potencialidade produtiva da floresta, constituindo-se em parâmetros útil para determinação da qualidade de sítio. O grau de dominância dá idéia da influência que cada espécies exerce sobre as demais, uma vez que grupos de plantas com dominância relativamente alta possivelmente são as espécies melhores adaptadas aos fatores físicos de habitat. Refletindo assim a perfomace da população frente a competição pelos fluxos de matéria e energia. Embora definida originalmente como a projeção total da copa por espécie e por unidade de área, utiliza-se a área basal por área estreita correlação entre ambas e por apresentar maior facilidade na obtenção dos dados. Obs. Quando o método utilizado é o de parcelas, a dominância pode ser expressa tanto pela área basal da seção transversal do tronco, como pela área de cobertura da copa, ou pelo número de indivíduos amostrados. Quando se usa um método de distâncias, a dominância é expressa pela área basal do tronco. A dominância assimobtida é chamada dominância por área ou absoluta e é dada por unidade de área. Quando se exprime a dominância por área de uma espécie como percentagem da soma de todas as espécies, tem-se a dominância relativa. A dominância relativa (DR) se calcula em percentagem da soma total da dominância absoluta (DA) (área basal/ha) e seu valor corresponde à participação em percentagem de cada espécie na expansão horizontal total. 3) Atributos espaciais: a freqüência é um conceito estatístico relacionam com a uniformidade de distribuição das espécies, caracterizando a ocorrência das mesmas dentro das unidades amostrais do levantamento. Da idéia do grau de uniformidade de distribuição da vegetação, só poderá ser comparado quando as amostras são do mesmo tamanho. Existem ainda os parâmetros que sintetizam estas informações e que teoricamente buscam explicar o maior sucesso de uma população na comunidade. Contudo existem duas linhas de pesquisa divergentes. A primeira, considera que para expressar corretamente o sucesso de uma população é necessário somar os atributos demográficos (densidade) com os relacionados à biomassa (dominância), este parâmetro sintético é conhecido como valor de cobertura (VC). Enquanto que para o segundo grupo, para se sintetizar as informações a cerca das populações, faz-se necessário somar os atributos demográficos (densidade), com os relacionados à biomassa (dominância) e com os relacionados à distribuição espacial (freqüência) este parâmetro sintético é conhecido como valor de importância (VI). Para definir a estrutura vertical é mais utilizada a distribuição de altura em classes de altura. A escolha da amplitude das classes vai depender dos interesses dos pesquisadores, bem como da existência, ou não de trabalhos na região estuda para comparações. Outra metodologia utilizada é a chamada posição fitossociológica, onde os indivíduos são classificados em três estratos: Métodos quali-quantitativos 35 a) estrato inferior: este estrato é definido a partir da média das alturas menos um desvio padrão. hi < (ħ – 1Sh). b) estrato médio: este estrato é definido a partir da média das alturas menos um desvio padrão e da média das alturas mais um desvio padrão. (ħ – 1Sh) < hi < (ħ + 1Sh). c) estrato superior: este estrato é definido a partir da média das alturas mais um desvio padrão. hi < (ħ + 1Sh). 4.1. ÁREA VARIÁVEL 4.1.1. PONTO QUADRANTE O método de distâncias baseia-se na hipótese de que deve haver uma relação inversa entre a densidade por área dos indivíduos por área entre eles, em populações de distribuição espacial aleatória (Matteucci,1982) citado por (Ferreira, 1988). Este método tem a vantagem, em relação ao método das parcelas, de ser mais rápido, de requerer menos equipamentos e menos trabalhadores, e de ser mais flexível, pois não necessita de ajuste no tamanho da unidade amostral às condições da vegetação. No método do ponto-quadrante, uma série de pontos amostrais são estabelecidos sistematicamente ao longo de trajetos lineares previamente estabelecidos na área estudada. Cada ponto estabelecido sobre o trajeto linear representa o centro de uma área amostral que deverá ser dividida em quatro quadrantes. Como o ponto amostral é estabelecido sobre o trajeto linear, os quadrantes podem ser formados pelo próprio trajeto linear e por uma linha que corta esse trajeto perpendicularmente, passando pelo ponto amostral. Assim, sobre o trajeto linear fica estabelecida uma área em forma de cruz com quatro quadrantes. em cada um dos quatro quadrantes formados pela cruz é localizada a planta mais próxima do ponto amostral (centro da cruz), independentemente da espécie a qual pertence essa planta. O procedimento seguinte é anotar em planilhas previamente preparadas, os parâmetros dendrológicos dessa planta. Os parâmetros dendrológicos são aqueles que se referem às medições efetuadas diretamente sobre a planta (árvore ou arbusto) que se verificou estar mais próxima do ponto amostral no quadrante estudado: CAP: Circunferência à Altura do Peito: corresponde ao perímetro do indivíduo arbóreo ou arbustivo, medido à altura de 1,30m a partir do nível do solo, sendo mensurado com uma fita métrica graduada em centímetros. CAS: Circunferência à Altura do Solo: corresponde ao perímetro do indivíduo arbóreo ou arbustivo, medido ao nível do solo, sendo mensurado com uma fita EDITORA – UFLA/FAEPE - Técnicas de levantamento, caracterização e diagnóstico da vegetação: princípios e práticas 36 métrica graduada em centímetros. HT = Altura Total: corresponde à altura da árvore ou arbusto, medida desde o colo até a extremidade do galho mais alto, sendo mensurada com vara telescópica ou Hipsômetro. Tanto a CAP como a CAS podem ser convertidas em diâmetro (DAP ou DAS) pela relação: DAP = CAP / π ou DAS = CAS / π. Figura 4.: Esquema do trabalho de campo.a ser realizado em cada quadrante estudado. Apenas uma planta é medida em cada quadrante, de forma que em cada ponto amostral são medidas quatro plantas. Nenhuma planta pode ser medida mais de uma vez durante o trabalho de amostragem, portanto, deve-se tomar o cuidado para que a distância entre pontos amostrais ao longo do trajeto linear seja suficientemente longa para evitar duplas medições de um mesmo indivíduo. O procedimento básico para determinar a distânica entre os pontos evitando assim sobreposição consiste em: 1º passo: afastar-se das bordas da área estudada e realizar a mensuração da distância entre as árvores aleatoriamente. Recomenda-se que o número destas medições seja superior a 20 indivíduos. 2º passo: tomar-se a maior distância entre árvores e multiplica-la por 2, a este valor deve-se acrescentar mais 20%. Este valor gerado será a distânica necessária entre pontos para evitar d3 d4 d1 d2 Métodos quali-quantitativos 37 sobreposições. Após a coleta de dados e da identificação do material botânico (seguindo as recomendações anteriormente descritas) o pesquisador deverá proceder as análises dos dados. Para tanto segue as formulações necessárias: 1º) Passo: cálculo da área basal AB = CAP² / (4 ×10000 × π) AB = área basal (m²) CAP = Circunferência à Altura do Peito (cm) 2º) Passo: área basal média ABm = média AB ABm = área basal média (m²) AB = área basal (m²) 3º) Passo: cálculo da distâcia ponto-árvore. Para isso precisamos do valor do raio da árvore: Raio = CAP / (2 × π) Daí procede-se com o cálculo: DIC = distância + (Raio / 100) DIC = Distânica até o centro da árvore (m) Raio = é o raio da área seccional da árvore (cm) distância = é a distância em metros do ponto até a casca da árvore 4º) Passo: cálculo da área média Área média = (média (DIC))² Área média = refere-se a área média ocupada por cada árvore. 5º) Passo: cálculo da densidade total por área DTA = 10000 / Área média DTA = Densidade Total por Área, representa a quantidade média de árvores por unidade de área. 6º) Passo: Parâmetros estruturais Densidade Absoluta: DAi = (ni/N) × DTA EDITORA – UFLA/FAEPE - Técnicas de levantamento, caracterização e diagnóstico da vegetação: princípios e práticas 38 DAi = densidade absoluta da espécie i (indivíduos . ha -1) ni = número de indivíduos da espécie i N = número de indivíduos amostrados DTA = Densidade Total por Área Densidade Relativa: DRi = (ni/N) × 100 DRi = densidade relativa da espécie i (%) ni = número de indivíduos da espécie i N = número de indivíduos amostradosDominância Absoluta: DoAi = (ABm) × DA i DoAi = dominância absoluta da espécie i (m² . ha -1) ABm = área basal média DAi = densidade absoluta da espécie i Dominância Relativa: DoRi = (abi / ∑ AB) × 100 DoRi = dominância relativa da espécie i (%) ab i = área basa da espécie i ∑ AB = somatório das áreas basais DAi = densidade absoluta da espécie i Freqüência Absoluta: FAi = (pi / P) × 100 FAi = freqüência absoluta da espécie i (%) pi = número de pontos em que a espécie i ocorre P = número de pontos amostrados Freqüência Relativa: FRi = (FAi / ∑ FAi) × 100 FRi = freqüência relativa da espécie i (%) FAi = freqüência absoluta da espécie i Métodos quali-quantitativos 39 ∑ FAi = somatório das freqüência absoluta da espécie i Valor de Cobertura: VCi = DRi + DoRi VC i = Valor de cobertura da espécie i (%) DR i = Densidade relativa da espécie i DoR i = Dominância relativa da espécie i Valor de Importância: VIi = DRi + DoRi + FRi VI i = Valor de importância da espécie i (%) DR i = Densidade relativa da espécie i DoR i = Dominância relativa da espécie i FR i = Freqüência relativa da espécie i 4.2. ÁREA FIXA 4.2.1. PARCELAS ÚNICAS Os métodos de parcela única são mais empregados nos levantamentos florestais do que em fitossociológia. Consistem em estabelecer uma única área de parcela, que se considera representativa de toda a fitocenose. Com esse método, é possível avaliar quantitativamente a variabilidade dos parâmetros estimados Daubenmire (1968) citado por (Martins, 1993). Com esses métodos, é impossível avaliar quantitativamente a variabilidade dos parâmetros estimados. O método da parcela única não permite calcular a variabilidade dos parâmetros estimados, porém foi utilizado por Finol (1971), tendo a parcela um hectare, com a finalidade de propor novos parâmetros para análise fitossociológica. 4.2.2. PARCELAS MÚLTIPLAS O métodos de parcelar foi preconizado por Braun- Blanquet (Martins, 1979) e consiste no estabelecimento de parcelas quadradas, retangulares ou circulares. Desde o início vários tamanhos de parcelas foram usadas Lamprecht (1964) utilizou parcelas de 100 x 100m em florestas de Araucaria angustifolia (Bert); (Drumond et al, 1982) utilizaram, em vegetação de caatinga, parcelas de 65 x 6,0m. mas, ultimamente Rodal et al (1992) sugerem a utilização de parcelas de 10 x 20m em áreas de caatinga. Na região do Alto Rio Grande (MG) o grupo de pesquisadores da EDITORA – UFLA/FAEPE - Técnicas de levantamento, caracterização e diagnóstico da vegetação: princípios e práticas 40 Universidade Federal de Lavras (UFLA) após 20 anos de estudos na região resolveram padronizar as unidades amostrais em 20 x 20m. No entanto, o tamanho, a forma e a distribuição destas unidades amostrais devem ser definidas pelos pesquisadores, em loco de acordo com as situações e respeitando a heterogeneidade florística e densidade da vegetação. Após a definição destes parâmetros, da coleta de dados e da identificação do material botânico (seguindo as recomendações anteriormente descritas) o pesquisador deverá proceder as análises dos dados. Para tanto segue as formulações necessárias: 1º) Passo: cálculo da área basal AB = CAP² / (4 ×10000 × π) AB = área basal (m²) CAP = Circunferência à Altura do Peito (cm) 2º) Passo: Parâmetros estruturais Densidade Absoluta: DAi = ni / área amstral DAi = densidade absoluta da espécie i (indivíduos . ha -1) ni = número de indivíduos da espécie i área amostral = área amostrada (ha) Densidade Relativa: DRi = (DAi / ∑ DAi) × 100 DRi = densidade relativa da espécie i (%) DAi = densidade absoluta da espécie i ∑ DAi = somatório das densidade absoluta da espécie i Dominância Absoluta: DoAi = abi / área amstral DoAi = dominância absoluta da espécie i (m² . ha -1) abi = área basal da espécie i área amostral = área amostrada (ha) Dominância Relativa: DoRi = (DoAi / ∑ DoA) × 100 Métodos quali-quantitativos 41 DoRi = dominância relativa da espécie i (%) DoAi = dominância absoluta da espécie i ∑ DoA = somatório das dominâncias absolutas DAi = densidade absoluta da espécie i Freqüência Absoluta: FAi = (pi / P) × 100 FAi = freqüência absoluta da espécie i (%) pi = número de parcelas em que a espécie i ocorre P = número total de parcelas amostradas Freqüência Relativa: FRi = (FAi / ∑ FAi) × 100 FRi = freqüência relativa da espécie i (%) FAi = freqüência absoluta da espécie i ∑ FAi = somatório das freqüência absoluta da espécie i Valor de Cobertura: VCi = DRi + DoRi VC i = Valor de cobertura da espécie i (%) DR i = Densidade relativa da espécie i DoR i = Dominância relativa da espécie i Valor de Importância: VIi = DRi + DoRi + FRi VI i = Valor de importância da espécie i (%) DR i = Densidade relativa da espécie i DoR i = Dominância relativa da espécie i FR i = Freqüência relativa da espécie i 5 REGENERAÇÃO NATURAL Antes que nos preocuparmos com a amostragem e análise da regeneração natural, é necessário saber defini-la tanto em relação ao seu conceito como com a importância que esta apresenta dentro do processo de sucessão. Vários autores tentaram conceituar o termo regeneração natural, contudo, até o presente instante não existe uma definição concreta de quais estágios este processo engloba. Segundo Gomez-Pompa & Burley (1991) este termo possui um conceito prático, que inclui a sucessão secundária natural e tipos de manipulação florestal intencionais. De acordo com estes mesmos autores, a regeneração é um caso especial da sucessão, muito relacionada ao fechamento de clareiras naturais em ambientes florestais. Para Poggiani (1989) a regeneração é um processo evolutivo da vegetação até a formação de uma floresta semelhante à primitiva, após o desmatamento parcial ou total de uma área, podendo esse processo durar até um século nos trópicos. Conceito semelhante é adotado por Passos (1998), onde o estrato regenerativo de uma floresta é constituído por estágios juvenis das espécies, sendo envolvidos neles os processos de desenvolvimento da vegetação até a formação de uma floresta madura. Tão importante quanto a definição da regeneração natural é o conhecimento da importância que esta apresentem perante os processos sucessonais. O conhecimento da estrutura da regeneração natural fornece a relação e a quantidade de espécies que constituem o estoque da floresta, suas dimensões e sua distribuição na comunidade vegetal, fornecendo dados que permitem previsões sobre o comportamento e o desenvolvimento da floresta no futuro (Oliveira & Biava 1982). Petit (1969) e Finol (1975) afirmaram que a regeneração natural constitui um alicerce para a sobrevivência e o desenvolvimento do ecossistema florestal, devendo, portanto, constituir-se numa linha básica de pesquisa para melhor compreensão da dinâmica da floresta, facilitando posterior estabelecimento de planos de manejo. Métodos quali-quantitativos 43 Além disso, as interferências na origem de uma floresta e previsões em seu desenvolvimento e manejo poderão ser realizadas por meio de análises da regeneração natural (Carvalho 1997). Este processo pode ainda constituir importante indicador de avaliação e monitoramento da restauração dos ecossistemas degradados (Rodrigues & Gandolfi 1998, Rodrigues et al. 2004). Desta maneira é importante, ao se trabalhar com a regeneração natural, ter um conhecimento sobre qual o critério de inclusão sustentará os questionamentos
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