INFLUÊNCIA DO REGIME DE QUEIMADAS SOBRE A RIQUEZA E COMPOSIÇÃO FLORÍSTICA DE UMA SAVANA ISOLADA NA AMAZÔNIA - PELD OESTE DO PARÁ

Authors

DOI:

https://doi.org/10.4257/oeco.2020.2402.06

Keywords:

Amazonian cerrado, vegetation mosaic, long-term ecological research

Abstract

Pouco se conhece sobre os efeitos de longo prazo do fogo sobre a composição florística das savanas amazônicas isoladas. Dados do regime de queimadas foram coletados entre 1997 e 2017 e relacionados à composição florística em parcelas de 3,75 hectares distribuídos por 10.000 hectares de savana na região de Alter do Chão-PA, como parte das pesquisas desenvolvidas pelo PELD Oeste do Pará. As análises foram realizadas para o conjunto total de espécies e para os hábitos de plantas em particular (árvores, arbustos, gramíneas + ciperáceas, ervas dicotiledôneas e lianas). Registramos 115 espécies de plantas, em 43 famílias e 90 gêneros, sendo 24 espécies de árvores, 43 de arbustos, 37 de ervas (incluindo as gramíneas) e 11 de lianas. Trinta e uma espécies estavam presentes em mais de 90 % das parcelas, com maior frequência relativa de Trachypogon spicatus (L.f.) Kuntze, Chamaecrista ramosa (Vogel) H.S.Irwin & Barneby, Rhynchospora hirsuta (Vahl) Vahl e Paspalum carinatum Humb. & Bonpl. ex Flüggé. Nossas análises sugerem que o fogo promoveu mudanças na vegetação da savana estudada, reduzindo a riqueza de espécies e modificando sua composição independentemente dos hábitos avaliados (exceto gramíneas). No entanto, a detecção dessas mudanças só foi possível através da obtenção de uma longa série de dados de fogo e medidas da vegetação realizadas em campo. Por isso, a manutenção de Projetos Ecológicos de Longa Duração é fundamental para que seja possível prever e manejar os padrões em curso, resultando na melhoria da gestão da paisagem e conservação da biodiversidade das savanas amazônicas isoladas.


INFLUENCE OF THE FIRE REGIME ON THE SPECIES RICHNESS AND FLORISTIC COMPOSITION OF AN ISOLATED AMAZONIAN SAVANNA - PELD OESTE DO PARÁ: Little is known about the long-term effects of fire on the floristic composition of isolated Amazonian savannas. Data from the burn regime were collected between 1997 and 2017 and related to the floristic composition in plots of 3.75 hectares spread over 10.000 hectares of savanna in the Alter do Chão-PA region, as part of the research developed by PELD Oeste do Pará. Analyzes were performed for the total species and for each plant habitat in particular (trees, shrubs, grasses + forbs, dicotyledonous herbs and lianas). We recorded 115 plant species in 43 families and 90 genera, being 24 tree species, 43 shrub species, 37 herbaceous species (including grasses and forbs) and 11 liana species. Thirty-one species were present in more than 90 % of the plots, with the highest relative frequency of Trachypogon spicatus (L.f.) Kuntze, Chamaecrista ramosa (Vogel) H. Irwin & Barneby, Rhynchospora hirsuta (Vahl) Vahl and Paspalum carinatum Humb. & Bonpl. ex Flüggé. Fire have promoted changes in the vegetation of the studied savanna, reducing species richness and modifying its composition independently for each plant habitat (except grasses). However, the detection of these changes was only possible through a long series of fire data and vegetation measurements carried out in the field. Therefore, the maintenance of Long Term Ecological Projects is essential to predict and manage current patterns, which results in improved landscape management and biodiversity conservation of the isolated Amazonian savannas.

References

Abreu, R. C. R., Hoffmann, W. A., Vasconcelos, H. L., Pilon, N. A., Rossatto, D. R., & Durigan, G. 2017. The biodiversity cost of carbon sequestration in tropical savanna. Science Advances. 3:e1701284. DOI: 10.1126/sciadv.1701284

Adeney, J. M., Christensen, N. L., Vicentini, A., & Cohn‐Haft, M. 2016. White‐sand ecosystems in Amazonia. Biotropica, 48(1), 7–23. DOI: https://doi.org/10.1111/btp.12293

Araújo, M. A. M., da Rocha, A. E. S., Miranda, I. S., & Barbosa, R. I. 2017. Hydro-edaphic conditions defining richness and species composition in savanna areas of the northern Brazilian Amazonia. Biodiversity Data Journal, (5). e13829. DOI: 10.3897/BDJ.5.e13829

Baruch, Z. 2005. Vegetation–environment relationships and classification of the seasonal savannas in Venezuela. Flora 200(1), 49–64. DOI: https://doi.org/10.1016/j.flora.2004.06.001

BDMEP. Banco de Dados Meteorológicos para Ensino e Pesquisa. INMET. (Acessado em 20 de novembro, 2018, http://www.inmet.gov.br/portal/index.php?r=bdmep/bdmep).

Braga, P. I. S. 1979. Subdivisão fitogeográfica, tipos de vegetação, conservação e inventário florístico da Floresta Amazônica. Acta Amazonica, 9(4), 53–80.

Bush, M. B., & Oliveira, P. E. D. 2006. The rise and fall of the Refugial Hypothesis of Amazonian speciation: a paleoecological perspective. Biota Neotropica, 6(1), bn00106012006. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/S1676-06032006000100002

Buzatti, R. S. O., Pfeilsticker, T. R., Magalhães, R. F., Bueno, M. L., Lemos-Filho, J. P., & Lovato, M. B. 2018. Genetic and historical colonization analyses of an endemic savanna tree, Qualea grandiflora, reveal ancient connections between Amazonian savannas and Cerrado core. Frontiers in Plant Science, 9(981): 1–18. DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2018.00981

Cadotte, M. W., & Tucker, C. M. 2017. Should environmental filter be abandoned? Trends in Ecology and Evolution, 32(6): 429–437. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tree.2017.03.004

Cardoso Da Silva, J. M., & Bates, J. M. 2002. Biogeographic patterns and conservation in the South American Cerrado: a tropical savanna hotspot. BioScience, 52(3), 225–234. DOI: https://doi.org/10.1641/0006-3568(2002)052[0225:BPACIT]2.0.CO;2

Carvalho, W. D., & Mustin, K. 2017. The highly threatened and little known Amazonian savannahs. Nature Ecology & Evolution, 1, 0100. DOI: https://doi.org/10.1038/s41559-017-0100

da Silva, D. M., & Batalha, M. A. 2008. Soil–vegetation relationships in cerrados under different fire frequencies. Plant and Soil, 311(1-2), 87–96. DOI: https://doi.org/10.1007/s11104-008-9660-y

Desjardins, T., Mariotti, A., Girardin, C., & Chauvel, A. 1996. Changes of the forest-savanna boundary in Brazilian Amazonia during the Holocene revealed by stable isotope ratios of soil organic carbon. Oecologia, 108(4), 749–756.

Durigan, G., Leitão Filho, H. F., & Rodrigues, R. R. 1994. Phytosociology and stricture of a frequently burnt cerrado vegetation in SE-Brazil. Flora, 189, 153–160.

Eiten, G. 1978. Delimitation of the Cerrado concept. Vegetatio, 36(3), 169–178.

Felfili, M. J., Rezende, A. V., Da Silva Júnior, M. C., Silva, M. A. 2000. Changes in the floristic composition of cerrado sensu stricto in Brazil over a nine-year period. Journal of Tropical Ecology, 16, 579–590.

Ferreira, A. V., Bruna, E. M., & Vasconcelos, H. L. 2011. Seed predators limit plant recruitment in Neotropical savannas. Oikos, 120, 1013–1022. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1600-0706.2010.19052.x

Fidelis, A., & Pivello, V. R. 2011. Deve-se usar o fogo como instrumento de manejo no Cerrado e Campos Sulinos? Biodiversidade Brasileira, I(2), 12–25.

Flora do Brasil 2020 em construção. Jardim Botânico do Rio de Janeiro. (Acessado em 25 de julho, 2019, http://floradobrasil.jbrj.gov.br/).

Furley, P. 2006. Tropical savannas. Progress in Physical Geography 30(1), 105–121. DOI: 10.1191/0309133306pp474pr

Garcia, Q. S., & Oliveira, P. G. 2007. Germination patterns and seed longevity of monocotyledons from the Brazilian campos rupestres. Seed Science Biotechnology, 1, 35–41.

Haase, R., & Beck, G. 1989. Structure and composition of savanna vegetation in northern Bolivia: a preliminary report. Brittonia, 41(1), 80–100. DOI: https://doi.org/10.2307/2807594

Haffer, J., & Prance, G. T. 2002. Impulsos climáticos da evolução na Amazônia durante o Cenozóico: sobre a Teoria dos Refúgios da Diferenciação Biótica. Estudos Avançados, 16(46), 175–206. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/S0103-40142002000300014

Hoffman, W. A. 1996. The effects of fire and cover on seedling establishment in a neotropical savana. The Journal of Ecology, 84(3), 383–393.

IBGE 2012. Manual técnico da vegetação brasileira. Manuais técnicos em geociências, v. 1.

Klink, C. A., & Machado, R. B. 2005. Conservation of the Brazilian Cerrado. Conservation Biology, 19(3), 707–713. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1523-1739.2005.00702.x

Kraft, N. J. B., Adler, P. B., Godoy, O., James, E. C., Fuller, S., & Levine, J. M. 2015. Community assembly, coexistence and the environmental filtering metaphor. Functional Ecology, 29, 592–599. DOI: https://doi.org/10.1111/1365-2435.12345

Libano, A. M., & Felfili, M. J. 2006. Mudanças temporais na composição florística e na diversidade de um cerrado sensu stricto do Brasil Central em um período de 18 anos. Acta Botanica Brasilica, 20(4), 927–936. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/S0102-33062006000400016

Lloyd, J., Domingues, T. F., Schrodt, F., Ishida, F. Y., Feldpausch, T. R., Saiz, G, Quesada, C. A., Schwarz, M., Torello-Raventos, M., Gilpin, M., Marimon, B. S., Marimon-Junior, B. H., Ratter, J. A., Grace, J., Nardoto, G. B., Veenendaal, E., Arroyo, L., Villarroel, D., Kileen, T. J., Steininger, M., & Phillips, O. L. 2015. Edaphic, structural and physiological contrasts across Amazon Basin forest–savanna ecotones suggest a role for potassium as a key modulator of tropical woody vegetation structure and function. Biogeosciences, 12(22), 6529–6571. DOI: 10.5194/bg-12-6529-2015

Magnusson, W. E., Lima, A. P., Albernaz, A. L. K. M., Sanaiotti, T. M., & Guillaumet, J. L. 2008. Composição florística e cobertura vegetal das savanas na região de Alter do Chão, Santarém-PA. Revista Brasileira de Botânica, 31(1), 165–177. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/S0100-84042008000100015

Medeiros, M. B., & Miranda, H. S. 2005. Mortalidade pós-fogo em espécies lenhosas de campo sujo submetido a três queimadas prescritas anuais. Acta Botanica Brasilica, 19(3): 493–500.

Miranda, H. S. (Ed.). 2010. Efeitos do regime de fogo sobre a estrutura de comunidades de Cerrado: Projeto Fogo. Ibama MMA. 144 p.

Mistry, J. 1998. Fire in the cerrado (savannas) of Brazil: an ecological review. Progress in Physical Geography, 22(4), 425–448. DOI: https://doi.org/10.1177/030913339802200401

Myers, N., Mittermeier, R. A., Mittermeier, C. G., Da Fonseca, G. A., & Kent, J. 2000. Biodiversity hotspots for conservation priorities. Nature, 403(6772), 853–858.

Meyer, K. M., Wiegand, K., & Ward, D. 2009. Patch dynamics integrate mechanisms for savanna tree–grass coexistence. Basic and Applied Ecology, 10(6), 491–499. DOI: https://doi.org/10.1016/j.baae.2008.12.003

Oksanen, J., Blanchet, F. G., Friendly, M., Kindt, R., Legendre, P., Mcglinn, D., Minchin, P. R., ; O’Hara, R. B., Simpson, G. L., Solymos, P., Henry, M., Stevens, H., Szoecs, E., & Wagner, H. Vegan: Community Ecology Package. R package version 2.4-2. (Acessado em 20 de novembro, 2018, https://cran.r-project.org/package=vegan).

Oliveira, P. S. & Marquis, R. J. 2002. The Cerrados of Brazil: ecology and natural history of a neotropical savanna. Columbia University Press: p. 367.

R Core Team 2017. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria.

Ratter, J. A., Bridgewater, S., & Ribeiro, J. F. 2003. Analysis of the floristic composition of the Brazilian Cerrado vegetation III: comparison of the woody vegetation of 376 areas. Edinburgh Journal of Botany, 60(1), 57–109. DOI: https://doi.org/10.1017/S0960428603000064

Rocha, D. G. D., & Kaefer, I. L. 2019. What has become of the refugia hypothesis to explain biological diversity in Amazonia? Ecology and Evolution, 9(7), 4302–4309. DOI: https://doi.org/10.1002/ece3.5051

Salazar, A., Goldstein, G., Franco, A. C., & Miralles-Wilhelm 2012. Seed limitation of woody plants in Neotropical savannas. Plant Ecology 213: 273–287.

Sanaiotti, T. M., & Magnusson, W. E. 1995. Effects of annual fires on the production of fleshy fruits eaten by birds in a Brazilian Amazonian savanna. Journal of Tropical Ecology, 11(1), 53–65. DOI: https://doi.org/10.1017/S0266467400008397

Sanaiotti, T. M., Martinelli, L. A., Victoria, R. L., Trumbore, S. E., & Camargo, P. D. 2002. Past vegetation changes in Amazon Savannas determined using carbon isotopes of soil organic matter. Biotropica, 34(1), 2–16. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1744-7429.2002.tb00237.x

Scholes, R. J., & Archer, S. R. 1997. Tree-grass interactions in savannas. Annual Review of Ecology and Systematics, 28, 517–544.

Wichmann, M. C., Alexander, M. J., Soons, M. B., Galsworthy, S., Dunne, L., Gould, R., Fairfax, C., Niggeman, M., Hails, R. S. & Bullock, J. M. 2008. Human-mediated dispersal of seeds over long distances. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 276(1656), 523–532. DOI: 10.1098/rspb.2008.1131

Published

2020-06-15