Projeto Eco funcional

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Curso de Ciências Biológicas
 Projeto de pesquisa 
Ecologia Funcional 
Atributos funcionais ligados a resistência ao fogo nas comunidades de plantas da Floresta Nacional de Brasília (FLONA): áreas de Cerrado, Eucalipto e Pinus
Grupo: Kamila Barros Lima de Oliveira
Kélita Lourrany Teixeira Santos
 Tainara Tavares da Silva 
Professor: Melina Guimarães 
Brasília - DF
2018
SUMÁRIO
1	INTRODUÇÃO	4
2	JUSTIFICATIVA	6
3	HIPÓTESES	8
4	OBJETIVO GERAL	9
4.1	OBJETIVOS ESPECÍFICOS	9
5	MATERIAL E MÉTODOS	10
5.1	ÁREA DE ESTUDO	10
5.2	ANÁLISES	10
5.3	AMOSTRAGEM E COLETA DE DADOS	10
5.4	PARÂMETROS BIÓTICOS E ABIÓTICOS UTILIZADOS NA COLETA DE DADOS	11
5.5	ANÁLISES DOS DADOS	14
6	RESULTADOS	16
6.1 GRANULOMETRIA	16
6.2 ESPESSURA E MORFOLOGIA DA CASCA	28
6.3 ANÁLISE QUALITATIVA DE ALCALÓIDES DE FOLHAS – TESTE QUI-QUADRADO	31
6.4 ANÁLISE QUALITATIVA DE ALCALÓIDES DE SERAPILHEIRA – TESTE QUI-QUADRADO	33
6.5 ANÁLISE QUANTITATIVA DE ALCALÓIDES DE FOLHAS – ANOVA ONE WAY	35
6.6 ANÁLISE QUANTITATIVA DE SERAPILHEIRA– ANOVA ONE WAY	42
6.7 ANÁLISE MULTIVARIADA DE FOLHAS – TESTE MANOVA	47
6.8 ANÁLISE MULTIVARIADA DE SERAPILHEIRA– TESTE MANOVA	48
7	DISCUSSÃO	49
8	CONCLUSÃO	49
9	REFERÊNCIAS	49
	
	
INTRODUÇÃO 
A biodiversidade é formada por vários componentes principalmente riqueza e diversidade (GASTON, 1996). No entanto todos esses componentes partem do pressuposto de que todos os indivíduos e espécies são correspondentes em seus papeis ecológicos(GRIME, 1998). Porém já é sabido que diferentes organismos desempenham diversas funções ecológicas no ambiente(CALAÇA; GRELLE, 2016). Esses componentes não consideram diferenças ecológicas, comportamentais e morfológicas entre as espécies o que os torna parâmetros ruins para medir a influência de distúrbios ao contrário do que se vem conhecendo sobre diversidade funcional(VILLÉGER et al., 2010).
Atualmente muitas dúvidas vem surgindo a respeito da maneira adequada de calcular a diversidade funcional (CALAÇA; GRELLE, 2016).um dos pontos que mais gera dúvida é a escolha de atributos que devem estar ligados as questões de interesse da pesquisa a ser desenvolvida(MOUCHET et al., 2010; PETCHEY; GASTON, 2006).
Atributos funcionais são consideradas características apresentadas pelos organismos que influenciam nas formas de utilização de determinados recursos e com isso determina seu desenvolvimento (VIOLLE et al., 2007).sendo assim podemos considerar que plantas podem ser caracterizadas a partir de atributos funcionais(LAVOREL et al., 1997), que podem variar dependendo de diferentes estratégias ecológicas, e aquisição de recursos do meio(BARÇANTE LADVOCAT et al.).
Existem muitas variáveis que podem estar relacionadas a funcionalidade da espécie no ambiente, os distúrbios como as queimadas por exemplo é uma dessas variáveis e existem poucos estudos a respeito de como as espécies respondem a esse distúrbio(BISWAS; MALLIK, 2010).de modo geral acredita-se que perturbações intermediárias podem aumentar a diversidade de espécies e como muitas vezes a diversidade funcional está associada a diversidade de espécies é possível que a diversidade funcional seja mais alta em ambientes com perturbação moderada(CARREÑO-ROCABADO et al., 2012; HOOPER; VITOUSEK, 1997; TILMAN et al., 1997).
Normalmente a resposta de plantas a distúrbios varia de acordo com a estabilidade do habitat,ou seja o efeito da perturbação na diversidade funcional dependem da estabilidade do habitat(BISWAS; MALLIK, 2010).
O fogo é um forte agente de perturbação para a vegetação, causando grande impacto na dinâmica populacional das plantas, podendo causar diminuição da altura, e até mesmo alterando a composição de espécies por onde passa (HOFFMANN, 1999; SATO, 1996). O fogo pode ter sido um dos responsáveis pela formação de fisionomias abertas do cerrado sensu lato (campo limpo, campo sujo e cerrado sensu stricto) como conhecemos hoje (HENRIQUES, 2005) (Figura 1). 
 Figura 1. Esquema dos efeitos do fogo nos processos que determinam a fitofisionomia aberta na vegetação do cerrado. As setas mais grossas indicam os principais processos (HENRIQUES, 2005). 
- Importância da relação dos atributos funcionais ligados ao fogo 
Antes da criação da FLONA em 1999, fora criada a PROFLONA em 1970. A empresa PROFLORA foi criada pelo Governo do Distrito Federal no final da década de 1970 com a finalidade de reflorestar as áreas 1, 2, 3, 4 e 5, que eram terras públicas que possuíam ainda baixa ocupação, e o objetivo foi introduzir e criar florestas de pinus, eucaliptos e espécies nativas. Além disso a empresa promovia o controle de invasões nas áreas de conservação (MISSIO et al., 2017). 
A criação da Floresta Nacional de Brasília (FLONA) se deu por meio de um Decreto Presidencial, em 10 de junho de 1999 (ICMBIO, 2016). A FLONA de Brasília possui uma área total de 9.346 hectares, sendo esse subdivididos em 4 áreas. As Áreas 1 e 2 estão localizadas nas Regiões Administrativas de Taguatinga e Brazlândia - DF e possuem respectivamente, 3.353 e 996 hectares. Já as Áreas 3 e 4 estão situadas na região de Brazlândia – DF, com, respectivos, 3.071 e 1.925 hectares (ICMBIO, 2016).
A floresta nacional de Brasília possui uma diversidade ambiental muito rica como matas de galeria, campo sujo, campo limpo, campo úmido, campo de murundus e cerrado stricto sensu, e infelizmente áreas com plantio de Pinus sp. e Eucaliptos sp. (ICMBIO, 2016).
A FLONA está dentro do bioma cerrado que pode ser considerada a maior savana do mundo com uma extensão aproximada de 2.000.000 km2 (HENRIQUES, 2005). Um dos fatores mais impactantes do cerrado é a delimitação de fatores responsáveis pela sua distribuição e dinâmica das suas respectivas fitofisionomias (FROST et al., 1985). Existem quatro fatores principais ligados aos tipos de padrões e processos das comunidades dos cerrado: disponibilidade sazonal de água, fogo, nutrientes e pressão herbívora (MESQUITA et al., 2015).
Justificativa
O fogo no Cerrado é um importante agente que causa grandes impactos na dinâmica populacional, provocando alteração nos padrões de dispersão das espécies, reciclagem de nutrientes, germinação das sementes, predominância e alternância de populações e adaptação ao meio, que vai afetar diretamente na reprodução e permanência das diversas espécies presente nesse bioma. 
As modificações das plantas do Cerrado em meio a seca e a presença do fogo são diversas, que vão desde características bioquímicas, metabólicas a fenológicas, fisiológicas e estruturais. Além das espécies do Cerrado, as áreas com plantações de monocultura de Eucalipto e Pinhos na Floresta Nacional de Brasília (FLONA) também sofrem com o impacto do fogo na dinâmica de sua população. Dentro desse contexto, é importante comparar e analisar o impacto do fogo nas áreas de maior heterogeneidade de espécies (Cerrado) em contrapartida com áreas que contém plantações de monocultura (Eucalipto e Pinho), avaliando os efeitos fenológicos e morfológicos, e se possíveis metabólitos, do fogo dentro e entre essas comunidades. 
É importante avaliar em específico também a presença e a diferenciação da adaptação nos diferentes tipos de vegetação: herbáceas, arbóreas e arbustivas para as três áreas analisadas (Cerrado, Eucalipto, Pinho). Com essas análises é possível fazer uma associação com a história evolutiva das espécies no processo de adaptação ao fogo nos diferentes panoramas a serem estudados. Dessa maneira, este trabalho é de suma importância para avaliar quais atributos funcionais estão presentes na passagem do fogo nas comunidades de plantas do Cerrado, Eucalipto e Pinheiro, fazendo uma análise do padrão de heterogeneidade e homogeneidade das espécies ligado à adaptação evolutiva das plantas nas diferentes áreas da FLONA.
hipóteses
· Os atributos funcionais que conferem resistência ao fogo no Cerrado vão diferir em relação às áreas de Eucalipto e às de Pinheiro.
· As áreas de Eucalipto e Pinheiro possuem atributos funcionais mais semelhantes se comparado com as espécies do Cerrado.
· A presença de espécies herbáceas e arbustivas é maior na região do Cerrado. 
· A presença de espécies arbóreas é maior na área de Eucalipto.
 A heterogeneidade de atributos funcionais é maior na região do Cerrado.
· As áreas de Eucalipto e Pinheiro possuem espécies com maior equabilidade nos atributos funcionais, e consequentemente a diversidade funcional é menor do que a do Cerrado. 
· As mudanças fenológicas e morfológicas das comunidades de plantas são maiores nas áreas do Cerrado, pois possui espécies mais heterogêneas. 
· Nas plantações de monocultura de Pinhos e Eucalipto há maior homogeneidade com relação aos atributos funcionais de adaptação da comunidade de plantas.
· O processo de adaptação com relação aos atributos funcionais das espécies herbáceas, se comparado às espécies arbóreas e arbustivas, é maior. 
Objetivo Geral 
Avaliar quais atributos funcionais estão presentes na passagem do fogo nas comunidades de plantas do Cerrado, Eucalipto e Pinheiro, fazendo uma análise do padrão de heterogeneidade e homogeneidade das espécies ligada à adaptação evolutiva das plantas nas diferentes áreas da Floresta Nacional de Brasília (FLONA). 
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
· Avaliar quais atributos relacionados à adaptação ao fogo, sendo eles fenológico, morfológico e se possível metabólito, estão presentes nas comunidades de plantas nas áreas do Cerrado, Eucalipto e Pinheiro na FLONA;
· Analisar se há diferença nos atributos presentes na comunidade de plantas do Cerrado comparando com os atributos encontrados na comunidade de plantas nas áreas de monocultura de Eucalipto e Pinho;
· Comparar a diferença de atributos funcionais nas monoculturas de Eucalipto e Pinho;
· Avaliar os atributos funcionais ligados à adaptação ao fogo nos diferentes tipos de vegetação, sendo herbáceas, arbustivas e arbóreas, das diferentes áreas de estudo, fazendo uma análise da adaptação evolutiva das espécies na presença desse agente. 
· Avaliar se há uma relação proporcional da homogeneidade ou heterogeneidade de atributos de adaptação ao fogo ligados à diversidade de espécies e padrão das comunidades presentes em áreas mais heterogêneas (Cerrado) ou homogêneas com plantações de monocultura (Eucalipto e Pinho). 
mATERIAL E MÉTODOS
área de estudo
O estudo foi realizado na Floresta Nacional (FLONA) de Brasília. 
Coordenadas geográficas (latitude, longitude): Lat -15.787201, Lon -48.058018
Análises
Determinação da umidade do solo. Fórmula: 
amostragem e coleta de dados
A amostragem foi realizada em três áreas distintas: Cerrado, Eucalipto e Pinus. 
Utilizamos 1 plot em cada área: 10x10 m com resolução de 1x1 m. 
parâmetros bióticos e abióticos utilizados na coleta de dados
	Traço Funcional 
	Unidade/Classificação
	Processos fisiológicos relacionados 
	
Altura 
	
cm
	Forma de crescimento, recepção de luz, vigor competitivo, tamanho reprodutivo, potencial de dispersão, resiliência (MESQUITA et al., 2015).
	Forma de vida
	Arbóreas, arbustivas e herbáceas 
	Vigor competitivo, resposta a distúrbios.
	Atributos ligados a folha 
	
Fenologia foliar
	
Decídua, semidecídua, sempre verde
	Estratégia à perturbação no ambiente: Disponibilidade de luz, estresse hídrico, ausência de recursos e ocorrência de fogo (OLIVEIRA, 2013). 
	
Forma da folha
	F=LC-1 , onde F: formato foliar, C=comprimento foliar, L= largura foliar.
	Taxa fotossintética, acepção de luz, relações hídricas (MESQUITA et al., 2015).
	
Tamanho da folha
	
Centímetros quadrado (cm²)
	Crescimento relativo, capacidade fotossintética, longevidade, absorção de carbono (MISSIO et al., 2017).
	
Comprimento foliar
	
Centímetro (cm)
	Taxa fotossintética, taxa de crescimento relativo, força mecânica (MESQUITA et al., 2015).
	
Área basal
	s=P2 4p-1, onde: s= área basal e P= perímetro (cm² ).
	Vigor competitivo, resposta à distúrbios (MESQUITA et al., 2015).
	
Área foliar
	A=KCL, onde: C=comprimento foliar, L= largura foliar, K=2*3-1 (cm²)
	Taxa fotossintética, taxa de crescimento relativo, força mecânica (MESQUITA et al., 2015), alteração da área foliar em resposta à distúrbios (OLIVEIRA, 2013). 
	Presença de pelos
	Sim/não
	
	Textura da folha
	
	
	Atributos ligados a casca
	Tipo de casca
	Lisa, não lisa 
	
	Espessura da casca
	Fina, espessa 
	Proteção térmica, proteção ao câmbio, resistência à distúrbios, 
	Atributos ligados a 
	
Presença de plântulas 
	
Pouco, médio, muito
	Processo de adaptação à passagem do fogo, investimento em reprodução, recuperação das espécies
	Taxa de florescência
	
	Floração em ambiente submetidos a stress, como falta de água ou passagem do fogo. Investimento reprodutivo. 
	Síndrome de dispersão
	Anemocórica, autocóricas ou zoocóricas 
	Fecundidade, regeneração, sobrevivência (MISSIO et al., 2017).
	Massa de sementes
	Gramas (g)
	Indicador de longevidade e influência na dispersão da semente (SANSEVERO, 2013)
	Forma das sementes
	
	Indicador de longevidade (SANSEVERO, 2013)
	Quantidade de serapilheira 
	Gramas (g)
	A decomposição da serapilheira permite a ciclagem de nutrientes e recuperação do solo 
	Composição da serapilheira (relação de folhas-galhos-sementes) 
	
	A velocidade de decomposição da serapilheira varia de acordo com sua composição (BECKER et al., [s.d.])
	Parâmetros abióticos
	Temperatura
	Precipitação
	Umidade do ar
	Umidade do solo
	Luminosidade
	pH do solo
	Taxa de evapotranspiração
Além dos parâmetros abióticos dos atributos funcionais citados, é importante também analisar quais parâmetros abióticos são importantes na estruturação das comunidades no local. 
	
	A
	B
	C
	D
	E
	1
	
	
	
	
	
	2
	
	
	
	
	
	3
	
	
	
	
	
	4
	
	
	
	
	
	5
	
	
	
	
	
	6
	
	
	
	
	
	7
	
	
	
	
	
	8
	
	
	
	
	
	9
	
	
	
	
	
	10
	
	
	
	
	
Análises dos dados 
Na síndrome de dispersão, as espécies anemocóricas são as que possuem sementes ou frutos com mecanismos que facilitam a dispersão pelo vento. As autocóricas ou barocóricas possuem dispersão de sementes ou frutos por gravidade ou apresentam mecanismos de auto dispersão, como a deiscência explosiva. Por último, nas espécies zoocóricas a dispersão dos diásporos é realizada por animais, sendo aves, pequenos mamíferos ou formigas. (RIOS; SOUSA-SILVA, 2017). 
A casca foi classificada de acordo com o aspecto da camada mais externa, sendo considerada casca lisa aquela com superfície sem cicatrizes foliares, deiscências, fendas, fissuras, lenticelas ou rugosidades. Já a não lisa é aquela onde há presença de cicatrizes foliares, deiscências, fendas, fissuras, lenticelas ou rugosidades irregulares, sem um padrão de organização (RIOS; SOUSA-SILVA, 2017). 
A área foliar é um atributo muito importante, porque apresenta correlação positiva com a taxa potencial de crescimento relativo ou taxa de capacidade fotossintética e responde a qualquer perturbação no ambiente relacionada com disponibilidade de luz, estresse hídrico, ocorrência de fogo ou até ausência de recursos. Espécies que vivem em ambientes com recursos escassos ou sob algum tipo de perturbação tendem a ter menor área foliar do que as que vivem em ambientes com condições melhores (OLIVEIRA, 2013). 
O atributo da fenologia foliar consiste no período de permanência das folhas em indivíduos de determinada espécie. A perda foliar das espécies decíduas durante a estação seca é uma estratégia da planta em resposta ao estresse hídrico, baixa fertilidade dos solos ou ocorrência de fogo para evitar assim a perda de água (OLIVEIRA, 2013). 
Resultados
6.1 GRANULOMETRIA
6.1.1 ANOVA One way- Malha <1.18 mm
	
 6.1.2 ANOVA One way- Malha <500 μm
	
 6.1.2 ANOVA One way- Malha <106 μm
 6.1.3 ANOVA One way- Malha <75 mm
6.1.4 ANOVA One way- Malha >75 nm
6.1.5 ANÁLISE MULTIVARIADA- MANOVA
6.2 Espessura e morfologia da casca 
6.2.3 Espessura
6.2.3 Morfologia
6.3 Análise qualitativa de alcalóides de folhas – teste Qui-quadrado
6.3.1 Alcalóides
	
	Cerrado
	Pinus
	Eucalipto
	0
	-0,75
	0,875
	-0,125
	1
	0
	0
	0
2
	1
	-0,5
	-0,5
	3
	0
	0
	0
	4
	-0,25
	-0,375
	0,625
6.3.2 Taninos
	
	Cerrado
	Eucalipto
	Pinus
	0
	0,75
	-0,375
	-0,375
	1
	0
	0
	0
	2
	0,75
	-0,375
	-0,375
	3
	-0,25
	0,625
	-0,375
	4
	-1,25
	0,125
	1,125
6.3.2 Flavonóides
	
	Cerrado
	Eucalipto
	Pinus
	0
	0
	0
	0
	1
	0
	0
	0
	2
	0,77778
	-0,33333
	-0,44444
	3
	0,55556
	-0,66667
	0,11111
	4
	-1,3333
	1
	0,33333
6.4 Análise qualitativa de alcalóides de serapilheira – teste Qui-quadrado
6.4.1 Alcalóides
	
	Cerrado
	Eucalipto
	Pinus
	0
	0,66667
	-0,33333
	-0,33333
	1
	0,66667
	-0,33333
	-0,33333
	2
	-2,6667
	2,3333
	0,33333
	3
	1,3333
	-0,66667
	-0,66667
	4
	0
	-1
	1
6.4.2 Taninos
	
	
	Cerrado
	Eucalipto
	Pinus
	0
	0
	0
	0
	1
	0
	0
	0
	2
	-0,33333
	-1,3333
	1,6667
	3
	0,33333
	-0,66667
	0,33333
	4
	0
	2
	-2
6.4.3 Flavonóides
	
	Cerrado
	Eucalipto
	Pinus
	0
	0
	0
	0
	1
	0
	0
	0
	2
	-0,66667
	0,33333
	0,33333
	3
	0,66667
	-0,33333
	-0,33333
	4
	0
	0
	0
6.5 Análise quantitativa de alcalóides de folhas – ANOVA One way
6.5.1 Alcalóides
6.5.2 Taninos
6.5.3 Flavonóides
6.6 Análise quantitativa de serapilheira– ANOVA One way
6.6.1 Alcalóides
6.6.2 Taninos
6.6.3 Flavonóides
6.7 Análise multivariada de folhas – teste MANova
6.8 Análise multivariada de serapilheira– teste MANova
Discussão
A morte do câmbio, quando submetido a altas temperaturas é um dos principais fatores que causam a mortalidade de árvores em incêndios florestais. De uma forma geral, considera-se que a temperatura capaz de causar a morte de células e tecidos é de 60°C, por um tempo de 1 a 2 minutos (DO VALE; ELIAS, 2014). 
Conclusão
REFERÊNCIAS
BARÇANTE LADVOCAT, B. et al. Os traços ecológicos podem predizer a abundância relativa de espécies em Melastomataceae? [s.d.]. 
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CALAÇA, A. M.; GRELLE, C. E. V. DIVERSIDADE FUNCIONAL DE COMUNIDADES: DISCUSSÕES CONCEITUAIS E IMPORTANTES AVANÇOS METODOLÓGICOS. Oecologia Australis, v. 4, n. 20, p. 401-416, 2016. 
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