Transposição do banco de sementes do solo como metodologia de restauração florestal de pastagem abandonada em Viçosa, MG

Transposition of soil seed bank as a methodology of forest restoration of abandoned pasture in Viçosa, MG

Transposição do banco de sementes do solo como metodologia de restauração florestal de pastagem abandonada em Viçosa, MG

Transposition of soil seed bank as a methodology of forest restoration of abandoned pasture in Viçosa, MG

Aurino Miranda Neto^I; Sustanis Horn Kunz^I; Sebastião Venâncio Martins^II; Kelly de Almeida Silva^III; Deideluci Aparecida da Silva^IV

^IPrograma de Pós-Graduação em Ciência Florestal pela Universidade Federal de Viçosa, UFV, Brasil. E-mail:<[e-mail]>

^IILaboratório de Restauração Florestal, Departamento de Engenharia Florestal, UFV. E-mail:<[e-mail]>

^IIIGraduanda em Engenharia Florestal pela Universidade Federal de Viçosa

^IVPedagoga, Bolsista de Apoio Técnico CNPq

RESUMO

Este estudo teve como objetivo comparar a transposição do banco de sementes do solo de dois estádios sucessionais (floresta secundária inicial - Fi e floresta madura - Fm) de Floresta Estacional Semidecidual para um trecho de pastagem abandonada de Melinis minutiflora P. Beauv., na Reserva Mata do Paraíso, em Viçosa, MG. Foram alocadas em cada trecho sucessional de floresta 10 parcelas, bem como retiradas do centro de cada parcela amostras de 1 m² e 5 cm de profundidade de solo superficial, sendo em seguida depositadas em clareiras abertas na pastagem abandonada. No período de maio de 2008 a fevereiro de 2009, foram registrados, nas clareiras cobertas com banco de sementes, 231 indivíduos, distribuídos em 13 famílias, 17 gêneros e 22 espécies. As espécies mais abundantes foram a Vernonia polyanthes, com 108 indivíduos; e Senna multijuga, com 39. As diferenças de riqueza e densidade entre os bancos de sementes oriundos dos dois trechos sucessionais foram significativas a 1% de probabilidade, sendo a maior densidade encontrada no banco de sementes do solo procedente do trecho Fi. As clareiras-testemunha foram colonizadas por herbáceas e, principalmente, pela gramínea exótica Melinis minutiflora. Este estudo mostra que é recomendável e viável a adoção da técnica de transposição do banco de sementes como metodologia de restauração florestal de pastagem abandonada, devendo o banco ser coletado, preferencialmente, em florestas secundárias em estádio sucessional inicial.

Palavras-chave: Nucleação, Sucessão florestal e Recuperação de áreas degradadas.

ABSTRACT

This study had as its objective to compare the transposition of the soil seed bank of two successional stages of Seasonal Semideciduous Forest for a Melinis Minutiflora P. Beauv site, in an abandoned pasture of the Mata do Paraíso Forest Reserve, Viçosa, MG. Ten parcels had been placed in each successional site of forest and withdrawals of the center of each parcel sample of 1 m² and 5 cm of superficial depth of soil, being carried afterwards to the abandoned pasture site. Two hundred and thirty one individuals had been registered in the two treatments (initial forest and mature forest), consisting of 31 shrubs and 200 trees. The individuals are distributed by 13 families, 17 kinds and 22 species. The most abundant species had been Vernonia polyanthes, with 108 individuals and Senna multijuga, with 39 individuals. The soil seed bank coming from the site of initial secondary forest (Fi) registered more individuals (120) than the bank coming from the site of the mature forest (Fm), with 111 individuals. The parcels witnesses had been colonized by herbaceous and mainly by the exotic grass Melinis Minutiflora. The number of germinated seeds was only greater in the Fm treatment in the months of july/2008 and january/2009. Significant differences were observed with 1% probability, between the treatments, for the variable wealth of species and density of individuals. The present study showed that it is recommendable and viable to adopt the technique of transposition of the seed bank as a methodology of forest restoration of abandoned pasture.

Keywords: Seed bank, Nucleation, Forest succession and Recovery of degraded areas.

1. INTRODUÇÃO

O banco de sementes do solo, considerando sua dinâmica, composição florística e densidade, é um bom indicador do estado de conservação e do potencial de restauração de ecossistemas florestais (RODRIGUES e GANDOLFI, 1998; MARTINS, 2007, 2009ab; MARTINS et al., 2008). A transposição do banco de sementes do solo tem sido indicada como alternativa de restauração florestal em áreas degradadas, dado o seu baixo custo financeiro e a possibilidade de conter alta riqueza florística e densidade de sementes viáveis (MARTINS, 2007, 2009a; CALEGARI et al., 2008). Além das sementes do banco, nutrientes, matéria orgânica, fungos decompositores e associações micorrízicas também estão presentes e serão essenciais para o estabelecimento das plântulas recrutadas do banco e posterior desenvolvimento da vegetação quando depositada em áreas onde o solo foi degradado.

Os elevados valores de densidade e riqueza encontrados no banco do solo na maioria dos levantamentos realizados em florestas brasileiras (MÔNACO et al., 2003; COSTA e ARAÚJO, 2003) e de outros países tropicais (MILLER, 1999; DALLING, 2002; FORNARA e DALLING, 2005) evidenciam o potencial da utilização do banco na restauração florestal em áreas degradadas, contribuindo para o aumento da diversidade e redução dos custos de implantação e manutenção dos projetos de restauração (ZHANG et al., 2001).

Atualmente, na Zona da Mata mineira é comum encontrar paisagem caracterizada pela presença de pequenos fragmentos florestais secundários, em diferentes estados de regeneração e degradação, localizados em locais de difícil acesso como topos de morro e encostas íngremes e isolados por pastagens de capim-gordura (Melinis minutiflora P. Beauv.) e pela cultura do café (Coffea arabica L.). Nessa região é bastante comum também o uso conflitante do solo, em que Áreas de Preservação Permanente (APPs), notavelmente áreas ciliares e topos de morro são historicamente utilizadas para atividades agropecuárias, em muitos casos com baixo rendimento produtivo.

Constatou-se, portanto, nessa região a necessidade de adequação das APPs através da restauração florestal e a conservação dos remanescentes florestais ainda existentes. Muitas dessas APPs poderiam estar sendo restauradas a um baixo custo financeiro, apenas aproveitando o potencial de autorrecuperação da vegetação florestal através do estímulo da sucessão secundária, uma das premissas da restauração florestal (GANDOLFI et al., 2007; MARTINS, 2007, 2009). Cabe ressaltar que em APPs ocupadas por Melinis minutiflora o simples isolamento e abandono da área não garante a regeneração florestal, devido à forte inibição promovida pela gramínea, e que a aplicação de herbicidas para sua erradicação é proibida pela legislação, o que justifica a busca de novas metodologias de restauração dessas áreas. Nesse caso, a transposição do banco de sementes do solo pode ser alternativa viável, contudo carece ainda de investigação científica.

Este estudo teve como objetivo comparar a transposição do banco de sementes do solo de dois estádios sucessionais de Floresta Estacional Semidecidual para um trecho de pastagem abandonada de Melinis minutiflora na Reserva Mata do Paraíso, em Viçosa, MG.

2. MATERIAL E MÉTODOS

2.1. Caracterização da área de estudo

O estudo foi realizado na Reserva Mata do Paraíso (Estação de Pesquisa e Educação Ambiental Mata do Paraíso), pertencente à Universidade Federal de Viçosa (UFV) e distante cerca de 10 km dessa Instituição. A reserva Mata do Paraíso (20º48'07"S e 42º51'31"W) possui 195 ha de área e altitude variando de 690 a 800 m, estando localizada no Município de Viçosa, Zona da Mata de Minas Gerais (BRAZ et al., 2002).

O clima da região é do tipo Cwb (Köppen), mesotérmico com verões quentes e chuvosos e invernos frios e secos. A temperatura média anual é de 21,8 ºC e a precipitação pluviométrica média anual, de 1.314,2 mm (CASTRO et al., 1983). A vegetação da reserva é composta por trechos de Floresta Estacional Semidecidual (VELOSO et al., 1991), compondo um mosaico de diferentes estádios sucessionais e pequenas áreas de brejo (PINTO et al., 2008ab). De acordo com o balanço hídrico de Thornthwaite e Matther (GOLFARI, 1975), no Município de Viçosa, MG, ocorrem deficiências hídricas de abril a fins de agosto, sendo mais intensas durante os meses mais frios do ano. Em setembro, inicia-se a estação chuvosa, ocorrendo excedentes hídricos até fins de março. Portanto, tem-se na região uma marcada estacionalidade climática. O relevo é do tipo ondulado a fortemente ondulado, com encostas embutidas em vales de fundo chato formados por terraços, onde meandram cursos d'água pouco expressivos (CORRÊA, 1984).

Os trechos de floresta escolhidos para este estudo apresentavam diferentes históricos de perturbação e regeneração e foram caracterizados por Pinto et al. (2008ab). Um desses trechos, denominado neste estudo floresta inicial, encontrava-se em processo de regeneração desde 1963. O outro trecho de floresta, denominado floresta madura, sofreu somente exploração seletiva de madeira, constituindo um núcleo de floresta bem preservado, livre de distúrbios antrópicos nas últimas quatro décadas (PINTO et al., 2008ab).

Uma terceira área foi caracterizada por pastagem abandonada de Melinis minutiflora com aproximadamente 1,5 ha, escolhida por representar situação muito comum na Zona da Mata de Minas Gerais e também em algumas partes da Reserva Mata do Paraíso. Esse trecho de pastagem configurava-se como grande clareira antrópica dentro da matriz florestal da reserva, onde a sucessão secundária vinha sendo inibida pela gramínea por cerca de duas décadas, que chegava a formar uma camada de biomassa epígea de até 0,80 m de altura, caracterizando um típico modelo de inibição (CONNELL e SLATYER, 1977).

2.2. Transposição do banco de sementes do solo da floresta para a pastagem de Melinis minutiflora

Foram alocadas em cada trecho sucessional da floresta (floresta madura e floresta inicial), de forma sistemática, 10 parcelas de 5 x 10 m, com intervalos de 10 m entre as parcelas.

No centro de cada parcela foi retirada, com o auxílio de um gabarito, amostra de 1 x 1 m e 5 cm de profundidade de solo superficial, totalizando 20 amostras. As amostras do banco de sementes foram acondicionadas em sacos plásticos e imediatamente transportadas e depositadas em clareiras de 2 x 2 m abertas na pastagem de M. minutiflora. Essas clareiras foram distribuídas aleatoriamente na pastagem, sendo toda a cobertura do capim removida através de capina manual. No centro de cada clareira, foi delimitada uma parcela de 1 x 1 m, na qual foi depositada a camada de solo superficial de mesma área retirada na floresta. Essas parcelas foram delimitadas com barbante e estacas e devidamente identificadas. Ao todo foram abertas 30 clareiras na pastagem, e 10 receberam o solo oriundo da floresta inicial, 10 da floresta madura e 10 foram utilizadas como testemunha, havendo apenas a remoção do capim.

Foram avaliadas mensalmente, de maio de 2008 a fevereiro de 2009, a riqueza e densidade de espécies arbustivo-arbóreas nas parcelas instaladas nas clareiras abertas na pastagem de M. minutiflora, bem como acompanhou-se o crescimento inicial das plântulas estabelecidas. Devido à estiagem entre os meses de junho e setembro de 2008, houve a necessidade de irrigar diariamente as parcelas nas clareiras.

A identificação taxonômica foi realizada com base no sistema APG II (2003), utilizando-se literatura especializada e consulta a especialistas. Os nomes científicos e respectivos autores foram atualizados com os registros do Missouri Botanical Garden, através do endereço <www.mobot.org>.

As espécies arbustivo-arbóreas amostradas foram classificadas em grupos ecológicos de acordo com os trabalhos de Silva et al. (2003), Franco (2005) e Martins (2009). Os dois tratamentos, banco de sementes alóctone transposto de floresta madura e de floresta inicial foram comparados através de Análise de Variância (ANOVA).

3. RESULTADOS

Foram registrados 231 indivíduos nos dois tratamentos (floresta inicial e floresta madura), sendo 31 de hábito arbustivo e 200 de hábito arbóreo. Foram amostradas 22 espécies, pertencentes a 17 gêneros e 13 famílias, sendo três espécies identificadas apenas em nível de gênero (Tabela 1). As famílias com maior riqueza foram Fabaceae (6 espécies), Asteraceae (3) e Solanaceae (3). No entanto, Asteraceae apresentou maior número de indivíduos, com 119 (51,3%), seguida de Fabaceae, com 68 (29,3%).

No tratamento floresta inicial (Fi), a espécie Senna multijuga apresentou o maior número de indivíduos (38), enquanto no tratamento floresta madura (Fm) Vernonia polyanthes foi representada por 78 indivíduos. Desse modo, essas espécies eram as mais abundantes na área em restauração. No entanto, Manihot pilosa, Anadenanthera peregrina, Leandra niangaeformis, Piper sp. e Triunfetta bartramia apresentaram apenas um indivíduo. É interessante ressaltar que a cobertura das clareiras com o banco de sementes do solo nos dois tratamentos inibiu o desenvolvimento de Melinis minutiflora, enquanto nas testemunhas houve rápido recobrimento pela gramínea.

O grupo ecológico mais abundante do banco de sementes do solo foi o das espécies pioneiras, representando 64% do total de espécies arbustivo-arbóreas do banco, seguidas das secundárias iniciais (18%) e das sem caracterização (18%), assim denominadas por não ser possível a sua classificação em nenhum dos grupos ecológicos.

O número total de indivíduos no tratamento Fi, foi maior do que em Fm, assim como o número total de espécies. No tratamento Fi houve o recrutamento de 120 indivíduos, enquanto o tratamento Fm apresentou 111. Já em relação ao número de espécies o tratamento Fi apresentou 18 e o tratamento Fm, 14 espécies. Por meio da Análise de Variância, constatou-se que as diferenças de número de indivíduos e de espécies entre o banco de sementes oriundo dos dois trechos foram significativas (Tabela 2).

Com o decorrer do tempo de transposição do banco de sementes, houve decréscimo na germinação das sementes em dois momentos, nos meses de julho-agosto e em dezembro. Os dois períodos de decréscimo na germinação foram marcados por forte estiagem, prejudicando a germinação e estabelecimento das plântulas, mesmo com a irrigação. Já em janeiro houve aumento bastante expressivo de germinações, principalmente devido ao grande volume de chuvas que atingiu a região no final do mês de dezembro (Figura 1). Vernonia polyanthes foi a espécie que mais contribuiu para o aumento do número de indivíduos no mês de janeiro, havendo o recrutamento de 86 indivíduos.

Adicionalmente, o número total acumulado de indivíduos no mês de janeiro teve aumento mais expressivo em parcelas contendo banco de sementes oriundo da floresta madura, apesar de o número de indivíduos do tratamento Fi ter sido sempre maior que o do tratamento Fm (Figura 2).

4. DISCUSSÃO

As três famílias de maior riqueza registradas neste estudo – Fabaceae, Asteraceae e Solanaceae – foram representadas por espécies iniciais da sucessão secundária. Fabaceae (antiga Leguminosae) apresentou várias espécies que estabelecem simbiose eficiente com bactérias fixadoras de N₂ atmosférico, característica importante no processo de restauração florestal em solos de baixa fertilidade, como aqueles encontrados em pastagens degradadas (FRANCO et al., 1995; FRANCO e FARIA, 1997; CHADA et al., 2004).

Asteraceae e Solanaceae também são famílias comumente encontradas nos estádios iniciais da regeneração florestal em grandes clareiras antrópicas, pastos abandonados e áreas degradadas por mineração (AMADOR e VIANA, 2000; ARAÚJO et al., 2006). E várias espécies de Solanaceae apresentam importante interação com a fauna, principalmente com morcegos frugívoros, funcionando como espécies nucleadoras que facilitam a restauração florestal em áreas abertas (MELLO, 2007; MELLO et al., 2008).

Vernonia polyanthes, a mais abundante espécie arbustiva lenhosa recrutada do banco de sementes depositado nas clareiras abertas na pastagem, tem sido citada como espécie com capacidade de competir com gramíneas agressivas (FERREIRA et al., 2007). Contudo, como não foi amostrada nas parcelas-testemunha, pode-se concluir que a transposição do solo dos dois trechos de floresta foi fundamental para a sua regeneração.

Não se constatou germinação de espécies arbustivo-arbóreas nas clareiras-testemunha, demonstrando que possivelmente as sementes oriundas da chuva de sementes do entorno não estavam conseguindo se estabelecer no local. Isso comprova a ineficácia deste último tratamento para ser utilizado como metodologia de restauração florestal, já que apenas a retirada do capim-gordura não está possibilitando a colonização por espécies arbustivo-arbóreas ou herbáceas nativas.

O predomínio de espécies pioneiras em bancos de sementes do solo foi observado em vários estudos realizados em Floresta Estacional Semidecidual (LEAL FILHO, 1992; BATISTA NETO, 2005; FRANCO, 2005; COSTALONGA, 2006; MARTINS et al., 2008, MARTINS, 2009), evidenciando sua contribuição na restauração florestal. A maior proporção de pioneiras, por sua vez, demonstra que em poucos anos a vegetação será substituída por outras espécies de estágios mais avançados de sucessão. Contudo, esse processo pode ser estagnado devido à ausência de espécies secundárias tardias, o que revela a necessidade de plantios de enriquecimento de forma a garantir o restabelecimento de espécies que ocorriam originalmente antes da pastagem.

A ausência de espécies secundárias tardias pode estar relacionada à inviabilidade das sementes em germinar sob luminosidade direta, com consequente aumento da temperatura do solo, bem como pela matriz de origem do banco de sementes. De acordo com Vázquez-Yanes e Orozoco-Segóvia (1993), a flutuação da temperatura do solo tem efeitos sobre a germinação de sementes de algumas espécies, pois ela pode modificar a resposta ao estímulo da luz.

Foram registrados dois indivíduos de Tabebuia roseoalba no tratamento Fi. Como é espécie incomum de se encontrar em estudos com banco de sementes, provavelmente a sua presença no banco seja devida ao fato de o trecho de floresta secundária inicial de onde foi retirado o banco estar próximo a áreas antropizadas, onde há presença de indivíduos adultos dessa espécie, e também por possuir dispersão anemocórica.

O aumento expressivo do número total de indivíduos no mês de janeiro/2009 (Figura 2) comprova que a transposição deve ser realizada no início da estação chuvosa, que, na maioria das regiões brasileiras, compreende os meses de outubro e novembro.

Os resultados analisados estatisticamente por meio de Análise de Variância (Tabela 2) rejeitam a hipótese de igualdade entre os tratamentos, ou seja, apresentam diferença entre os tratamentos avaliados. O tratamento Fi mostrou-se mais eficaz em termos de número de indivíduos e riqueza de espécies em relação ao tratamento Fm, sendo, portanto, o mais recomendado para a transposição, considerando sua maior riqueza de espécies e densidade do banco. A densidade do banco de sementes varia muito de um local para outro, mas tende a ser maior em florestas secundárias, onde dossel mais aberto possibilita maior densidade de espécies pioneiras, cujas sementes possuem dormência e formam banco persistente (GARWOOD, 1989; GORRESIO-ROIZMAN, 1993; BAIDER et al., 1999, 2001; DALLING, 2002).

Não se deve, entretanto, descartar a possibilidade do uso do tratamento Fm, pois permite a contribuição de outras espécies, principalmente as secundárias iniciais, não estabelecidas no banco do tratamento Fi, aumentando, assim, a diversidade na regeneração da área degradada e beneficiando o processo de sucessão ecológica.

Este estudo evidenciou que é recomendável e viável a adoção da prática de transposição do banco de sementes como metodologia de restauração florestal de pastagem, porém só deve ser adotado como medida compensatória em áreas em que o licenciamento ambiental para atividades como represamento de cursos d'água para construção de hidroelétricas, mineração, entre outras, autorizou a supressão da vegetação.

O banco, antes de ser transposto, deve ser analisado para que plantas herbáceas e gramíneas agressivas não inibam a sucessão que se pretende estimular.

5. AGRADECIMENTOS

Agradecemos ao CNPq pelo financiamento do projeto (Processo 482439/2007-6) e pelas bolsas de Doutorado de S.H. Kunz, de Produtividade em Pesquisa de S.V. Martins e de Apoio Técnico de D.A.Silva e à CAPES pela bolsa de mestrado de A.M. Neto.

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Recebido em 09.05.2009 e aceito para publicação em 25.08.2010.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  01 Fev 2011
• Data do Fascículo
  Dez 2010

Histórico

• Aceito
  25 Ago 2010
• Recebido
  09 Maio 2009