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Revista Árvore

Print version ISSN 0100-6762

Rev. Árvore vol.38 no.3 Viçosa May/June 2014

http://dx.doi.org/10.1590/S0100-67622014000300002 

Síndromes de dispersão de sementes em estágios sucessionais de mata ciliar, no extremo sul da Mata Atlântica, Arroio do Padre, RS, Brasil

 

Seed dispersal syndromes in successional stages of riparian vegetation in the southern Atlantic Forest, Arroio do Padre, RS, Brazil

 

 

Tiago Schuch VenzkeI; Sebastião Venâncio MartinsII; Andreza Viana NeriIII; Sustanis Horn KunzIV

IPós-graduação em Botânica, Departamento de Biologia Vegetal, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, Brasil. E-mail: <venzke.tiago@gmail.com>
IIDepartamento de Engenharia Florestal, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, Brasil. E-mail: <venancio@ufv.br>
IIIDepartamento de Biologia Vegetal da Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG, Brasil. E-mail: <andreza_neri@hotmail.com>
IVDepartamento de Ciências Florestais e da Madeira, Universidade Federal do Espírito Santo, ES, Brasil. E-mail: <sustanishk@yahoo.com.br>

 

 


RESUMO

A síndrome de dispersão de sementes está relacionada à migração das espécies e colonização de novos locais adequados para sobrevivência e reprodução. Foram estudados três estágios sucessionais de mata ciliar no domínio da Mata Atlântica (capoeira = cinco anos de regeneração; secundária = 45 anos de regeneração; e floresta madura = sem intervenção há 35 anos). As espécies foram classificadas nas síndromes de zoocoria, anemocoria e autocoria. A zoocoria predominou nos três estágios da sucessão da mata ciliar, com percentuais variáveis de 82% até 93% das espécies e 47% até 92% dos indivíduos. A segunda síndrome de dispersão mais comum foi a anemocoria, prevalecendo com elevada abundância relativa na capoeira (25% dos indivíduos). A autocoria ocorreu no sub-bosque da floresta madura com indivíduos da espécie Gymnanthes concolor. Aparticipação da zoocoria nos três estágios da sucessão demonstra que a relação planta-animal tem elevada importância para a sucessão florestal em ambiente ciliar na região do extremo sul da Mata Atlântica.

Palavras-chave: Ecologia florestal; Mata ripária; Regeneração florestal.


ABSTRACT

The seed dispersal syndrome is related to species migration and colonization of new sites suitable for survival and reproduction. We studied three succession stages of riparian vegetation in the Atlantic Forest Domain (capoeira = 5 years of regeneration; secondary = 45 years of regeneration; and primary forest (mature) - no intervention in 35 years). The species were classified into syndromes zoochory, anemochory and autochory. The results showed the predominance of zoochory in all the three phases of riparian forest succession, with percentages ranging from 82% to 93% of the species and 47% to 92% of individuals. Anemochory was the second most common dispersal syndrome, with prevailing abundance higher in the capoeira phase (25%). Autochory occurred in mature forest with. Gymnanthes concolor individuals of the understory. The participation of zoochory in the three stages of succession demonstrates that plant-animal relationship is highly important for the riparian forest succession in the extreme south of the Atlantic Forest.

Keywords: Forest ecology, Riparian forest, Forest regeneration.


 

 

1. INTRODUÇÃO

As plantas durante o processo de evolução desenvolveram estruturas reprodutivas denominadas diásporos. Estes constituem as unidades de dispersão e são formados por esporos em plantas inferiores e frutos, sementes e infrutescências em plantas superiores (VAN DER PIJL, 1969). Os diásporos apresentam adaptações estruturais formadas por diferentes características morfológicas, como coloração, tamanho reduzido, presença de alas e plumas, deiscência de cápsula e frutos e, ou, sementes com polpas suculentas e, ou, nutritivas (HOWE; SMALLWOOD, 1982; MORELLATO; LEITÃO FILHO, 1992). Nas sementes, as polpas suculentas ocorrem na parte externa como projeções carnosas na forma de cobertura da testa ou excrescências, que são definidas como sarcotesta, estrofíolo, carúncula, ariloide e arilo (BARROSO et al., 1999).

Conforme as características que os diásporos possuem para interagir com vetores de dispersão bióticos e abióticos do meio ambiente, frutos, sementes e esporos são classificados em um tipo de síndrome. Assim, a síndrome pode ser definida como o conjunto de caracteres do organismo vegetal associado ao(s) seu(s) agente(s) de dispersão (BARBOSA et al., 2009). Conforme Janzen (1980), são atribuídas três razões importantes ao processo da dispersão: (1) escapar dos predadores das sementes e das plântulas estabelecidos ao redor da árvore-matriz; (2) diminuir a competição com a planta-mãe, minimizando a mortalidade dependente de densidade (HUGHES et al., 1994); e (3) aumentar a probabilidade de colonização em novos locais apropriados para a germinação e estabelecimento da plântula.

O processo de dispersão no meio ambiente significa a ligação da última fase reprodutiva da planta com a primeira fase do recrutamento da nova população GALETTI et al., 2003). Sendo essencial para a colonização de hábitats e para a constituição da riqueza e da estrutura espacial e temporal das populações de plantas (VAN DER PIJL, 1969; BARBOSA et al., 2009). Assim, a interação dos vegetais com fatores bióticos e abióticos do ecossistema tem simplesmente a importância de distribuir os diásporos no ambiente, garantindo a perpetuação da espécie. Uma forma de caracterizar a comunidade vegetal quanto à dispersão é o espectro da síndrome de dispersão. Esse espectro é produzido a partir da listagem das espécies relacionadas à proporção de diferentes síndromes de dispersão adotadas nos estudos (HUGHES et al., 1994).

Na região do extremo Sul do Brasil, particularmente acima da latitude de 31ºS, são escassos estudos que tratam da síndrome de dispersão na comunidade florestal. Entre esses, citam-se, qualitativamente, os Venzke e Ferrer (2006) com o espectro de uma Mata de Restinga Turfosa e Arenosa no Município de Pelotas; quantitativamente: Souza (2001) em estrutura de Floresta Estacional Semidecidual de encosta e De Marchi (2005) em uma mata ribeirinha ao Norte de Arroio do Padre. Esses estudos têm mostrado percentual elevado de espécies com síndrome de dispersão zoocórica para a comunidade florestal, semelhante ao padrão de florestas tropicais brasileiras (MORELLATO; LEITÃO-FILHO, 1992; BUDKE et al., 2005; De MARCHI, 2005; KINOSHITA et al., 2006; YAMAMOTO et al., 2007; ALMEIDA-NETO et al., 2008; AQUINO; BARBOSA, 2009). Nas florestas tropicais, o conhecimento das espécies, suas síndromes de dispersão e os estágios sucessionais que habitam é uma estratégia para o entendimento da sucessão da floresta e otimização da capacidade de regeneração da comunidade durante a restauração ecológica. Isso está alicerçado no fato de que a dispersão de sementes é um dos principais mecanismos responsáveis pelo início e desenvolvimento do processo de sucessão vegetal (ROCHA et al., 2012).

Assim, o objetivo deste artigo foi gerar o espectro da síndrome de dispersão em três fases da sucessão florestal em ambiente ciliar no Extremo Sul da Mata Atlântica, RS, Brasil, buscando responder quais são os mecanismos de dispersão predominantes nos estágios da sucessão ecológica florestal.

 

2. MATERIAL E MÉTODOS

O estudo foi desenvolvido na mata ciliar de um curso de água, tributário do Arroio Andrade, afluente da Bacia Hidrográfica do Arroio Pelotas. As áreas amostrais formam um contínuo de estágios sucessionais ao longo das margens do curso d'água em fragmento de 200 ha de Floresta Estacional Semidecidual (IBGE, 1986, 2012), no Município de Arroio do Padre, RS (31º26'91"S e 52º28'12"O).

O clima é do tipo Cfa, conforme a classificação do sistema de Köppen (1948). Na região, a temperatura média anual é de 17,8 ºC, sendo as médias mensais de 23,2 ºC e 12,4 ºC no mês mais quente (janeiro) e no mês mais frio (julho), respectivamente (EMBRAPA/ UFPel/INMet, 2011). A precipitação pluviométrica média anual é de 1.366,9 mm, normalmente não ocorrendo meses com déficit hídrico. As menores precipitações acontecem em março (97,4 mm) e novembro (99,5 mm) e as maiores, em fevereiro e julho, com 153,3 mm e 146,0 mm, respectivamente (EMBRAPA/UFPel/INMet, 2011).

As características das áreas amostradas estão descritas na Tabela 1. Cada uma recebeu a denominação conforme o estágio sucessional: capoeira, secundária e madura. As fases sucessionais capoeira e secundária são florestas em sucessão secundária com diferentes idades (capoeira com 5 anos de regeneração e secundária com 45 anos de regeneração). Essas eram antigas lavouras usadas para o plantio de cultivos anuais, como fumo, feijão, milho, soja e abóbora, entre outros, em que ocorriam pequenos intervalos (1 - 3 anos) de abandono e retorno da utilização das áreas. Já no trecho de floresta madura não houve corte raso da vegetação, mas apenas retirada esporádica de indivíduos adultos de algumas espécies madeireiras, como Myrcia glabra, Cordia americana, Cedrela fissilis, Cabralea canjerana, entre outras. A atividade de extração seletiva encerrou há aproximadamente 35 anos.

Os três estágios sucessionais foram amostrados com 120 parcelas permanentes de 10 m x 10 m, totalizando área amostral de 1,2 ha. As parcelas foram divididas em 50 na mata madura (0,5 ha), 50 na mata secundária (0,5 ha) e 20 na área de capoeira (0,2 ha). A inclusão dos indivíduos vivos ocorreu com PAP (perímetro à altura do peito) igual ou acima de 14,8 cm. Foi estimada a altura dos indivíduos incluídos. Foram excluídas as trepadeiras da amostragem.

As espécies foram classificadas botanicamente conforme as famílias reconhecidas pelo APG III (2009), e na nomenclatura para atualização dos binômios específicos foi utilizado o índice do International Plant Name Index (http://www.inpi.org). As espécies identificadas no nível específico foram classificadas quanto à síndrome de dispersão de diásporos de acordo com as características morfológicas de frutos, sementes e esporos, conforme Van Der Pijl (1969). As categorias adotadas foram: anemocoria, autocoria e zoocoria. Anemocórica quando a espécie possui adaptações morfológicas para dispersão pelo vento (asas, plumas, apêndices alados) ou quando os diásporos são pequenos, com a possibilidade de serem levados por brisas leves. A autocoria, quando a planta promove a própria dispersão e lança as sementes no meio ambiente por meio dos frutos balísticos que se abrem por deiscência explosiva. A zoocoria, quando a dispersão é realizada por animais e caracterizada por alguma estrutura atrativa e, ou, fonte alimentar. A inclusão de Alsophila setosa na amostragem ocorreu pela importância estrutural desta para a floresta, sendo os seus esporos considerados como as unidades de dispersão.

Os métodos utilizados para caracterização dos diásporos foram: (1) observações de campo (KINDEL, 2002; MARASCHIN-SILVA, 2009); (2) descrição da literatura da morfologia de frutos e de sementes (BARROSO et al., 1999); e (3) utilização de outros estudos de referência, além da consulta a material bibliográfico específico. O espectro da síndrome de dispersão foi gerado através do cálculo das proporções da estratégia de dispersão para espécies e indivíduos em cada área florestal amostrada. Utilizou-se a expressão riqueza para o número de espécies das fases sucessionais e abundância para o número de indivíduos de cada espécie. A frequência de ocorrência foi utilizada para a proporção de parcelas em que espécie/síndrome de dispersão ocorreu na amostragem.

 

3. RESULTADOS

A riqueza florística amostrada nas três estágios sucessionais foi de 72 espécies, distribuídas em 55 gêneros e 33 famílias botânicas (Tabela 2). A síndrome de dispersão predominante foi a zoocoria, representada por 61 táxons. Seguida da anemocoria com nove e da autocoria com apenas duas espécies. O número de espécies comuns nas três áreas foi de 13, todas de dispersão zoocórica.

O percentual de riqueza para zoocoria teve o mesmo padrão nas três áreas com índices acima de 82% (Figura 1a). Em relação à proporção de indivíduos da comunidade, a zoocoria foi predominante, porém com maior destaque na floresta secundária representada por 92% dos indivíduos (Figura 1b). As espécies Myrsine laetevirens, Myrsine umbellata, Psidium cattleianum, Lithraea brasiliensis e Blepharocalyx salicifolius são zoocóricas e somaram 60% dos indivíduos da floresta secundária. Na floresta madura, a zoocoria diminui a participação no espectro em relação à proporção de indivíduos, porém continua a ser a síndrome predominante (Figura 1b).

A segunda síndrome de dispersão mais comum em riqueza nas três áreas foi a anemocoria com nove espécies distribuídas nas famílias Asteraceae, Boraginaceae, Cyatheaceae, Escalloniaceae, Meliaceae, Quillajaceae e Sapindaceae. A floresta secundária englobou o maior número de espécies anemocóricas (Alsophila setosa, Cedrela fissilis, Cordia americana, Dodonaea viscosa, Escallonia bifida, Gochnatia polymorpha e Quillaja brasiliensis). Enquanto no estágio capoeira ocorreram Dasyphyllum spinescens e Escallonia bifida e na floresta madura, Alsophila setosa, Cedrela fissilis e Vernonia discolor. Aanemocoria foi mais abundante no estágio capoeira (25% dos indivíduos) com a espécie Escallonia bifida, cuja abundância representou 5,9% dos indivíduos da floresta secundária e foi ausente na floresta madura. A anemocoria na floresta secundária ocorreu em 7% dos indivíduos e na floresta madura representou 10% dos indivíduos pela presença de Alsophila setosa. Contudo, os indivíduos dispersos pelo vento estavam bem distribuídos espacialmente nos estágios sucessionais, pois tiveram frequência de ocorrência elevada nas parcelas (capoeira 75%, secundária 72% e madura 58%).

A autocoria ocorreu em duas espécies da família Euphorbiaceae, Stillingia opposotifolia e Gymnanthes concolor. Na capoeira não aconteceu autocoria, enquanto na floresta secundária houve um indivíduo de Gymnanthes concolor. Porém, apesar da pouca contribuição florística das autocóricas, na mata madura ocorreu alto percentual de indivíduos autocóricos (Tabela 2, Figura 1b). A espécie autocórica abundante na mata madura foi Gymnanthes concolor, cuja população formou 42% dos indivíduos. Apesar de ocorrer porcentagem elevada de indivíduos com mecanismos abióticos de dispersão na mata madura, estes foram representados por espécies arbustivas e arborescentes que habitam o estrato inferior da floresta no sub-bosque esciófito.

 

4. DISCUSSÃO

Na mata ciliar em Arroio do Padre, RS, a zoocoria foi a principal síndrome de dispersão em todos os estágios sucessionais, considerando tanto a riqueza quanto a abundância das espécies. A predominância da zoocoria tem sido relacionada como a principal síndrome de dispersão de matas ciliares em florestas tropicais e nos Cerrados brasileiros (BUDKE et al., 2005; De MARCHI, 2005; STEFANELLO et al., 2009, 2010; SCARIOT; REIS, 2010; SILVA et al., 2012). Essas formações permitem a manutenção de fauna que busca refúgio, alimento e água (MARINHO-FILHO; GASTAL, 2000), assim favorecendo a zoocoria nesses ambientes (STEFANELLO et al., 2009).

A autocoria foi representada por Euphorbiaceae, sendo frequente encontrar o mecanismo de frutos balísticos nessa família (VAN DER PIJL, 1969). Essa família é táxon principal de espécies autocóricas em estudos de síndrome de dispersão no Rio Grande do Sul (NASCIMENTO et al., 2000; RONDON NETO et al., 2001; BUDKE et al., 2005; De MARCHI, 2005; GIEHL et al., 2007). Em matas ciliares conservadas neste estado, a autocoria apresenta-se com abundâncias elevadas de 36% e 43% dos indivíduos (BUDKE et al., 2005; De MARCHI, 2005), cujas proporções foram semelhantes às deste estudo. A abundância elevada de Gymnanthes concolor, responsável pela alta representatividade de indivíduos autocóricos, também foi demonstrada em ambientes ciliares no Rio Grande do Sul (BUDKE et al., 2005; De MARCHI, 2005). Destaca-se ainda, nestes estudos, outra espécie da família Euphorbiaceae, Sebastiania commersoniana, compondo as principais populações de florestas ribeirinhas.

As únicas espécies autocóricas Stillingia opposotifolia e Gymnanthes concolor possuem o porte arbustivo e arborescente, respectivamente. O pequeno porte de espécie autocórica foi observado por Ghiel et al. (2007) nos espaços verticais de uma floresta estacional preservada, onde a espécie autocórica tinha pequeno porte, com alturas menores e distribuição espacial agrupada. Um dos benefícios aceitos da síndrome de dispersão de sementes é diminuir a concorrência intraespecífica ao redor da planta-mãe (HOWE; SMALLWOOD, 1982). Nisso, a dispersão primária realizada pela autocoria só é efetiva a curtas distâncias da planta-mãe, e os mecanismos balísticos só serão eficazes se a planta possui pequeno porte (HUGHES et al., 1994).

Ao longo da sucessão, a diminuição da abundância de anemocoria na estrutura da floresta ciliar ocorreu, pois a principal anemocórica, Escallonia bífida,é pioneira típica de fases iniciais da sucessão florestal na região. Essa espécie foi amostrada exclusivamente em ambientes heliófilos, habitando capoeiras e frequentemente ocorrendo em lavouras abandonadas nas partes serranas (VENZKE, 2012). Outras espécies anemocóricas como arbustos do gênero Baccharis, Gochnatia polymorpha, Dasyphyllum spinescens e Dodonaea viscosa são também favorecidas em áreas abertas de lavouras, capoeiras e pastagens abandonadas.

A elevada abundância de anemocoria no estágio madura da mata ciliar é decorrente da presença de Alsophila setosa. Essa espécie possui esporos diminutos, podendo ser carregados sem a presença de ventos intensos (GHIEL et al., 2007), provavelmente em virtude de a relação da área superficial ser maior que o raio do diásporo (HUGHES et al., 1994). Outro fator condicionante do estabelecimento dessa população é a capacidade de reprodução vegetativa por meio de estolões com elevado potencial para formar novos indivíduos (SCHMITT; WINDISCH, 2005). A reprodução vegetativa de Alsophila setosa maximizaria a ocupação de novos nichos, independentemente da dispersão dos diásporos. A formação de novos indivíduos por meio de ramificações estoloníferas pode ser caracterizada como um processo autocórico de dispersão e, provavelmente, é mais importante do que a dispersão dos diásporos para manutenção da espécie no sub-bosque da floresta madura.

A abundância de anemocoria foi, contudo, maior na capoeira e na floresta secundária na mata ciliar do Arroio do Padre, semelhante a outros ecossistemas florestais tropicais, onde a anemocoria é comum na vegetação em fases iniciais de sucessão e menos frequente nas florestas conservadas e primárias (BUDOWSKI, 1965; VAN DER PIJL, 1969; HOWE; SMALLWOOD, 1982; TABARELLI; PERES, 2002). No geral, espécies anemocóricas são beneficiadas em fisionomias abertas, em virtude de a maior facilidade dos propágulos ser carregados pelos ventos (HOWE; SMALLWOOD, 1982; HUGHES et al., 1994).

O predomínio de zoocoria na riqueza e na estrutura da comunidade florestal durante os estágios sucessionais foi o padrão encontrado no bioma da Mata Atlântica (Tabela 3). Esse padrão é característico de florestas tropicais, onde de 50% a 90% das árvores e arbustos podem apresentar a síndrome zoocórica (HOWE; SMALLWOOD, 1982).

Outra interessante observação realizada até o momento é que a zoocoria é mais elevada na guilda dos fragmentos de maior área (370 ha e 7.900 ha) do que em fragmentos de área menor (5 ha e 10 ha), onde ocorrem percentuais mais elevados de dispersão realizada por meios abióticos, relacionados, principalmente, ao efeito de borda nos fragmentos de menor área (TABARELLI et al., 1999).

Ainda, importante na dinâmica florestal, estudos com frutos e sementes vêm discutindo a relação do tamanho dos diásporos com a sucessão da floresta tropical (FOSTER; JANSON, 1985; JORDANO, 1995; SILVA; TABARELLI, 2000; TABARELLI; PERES, 2002; WIESBAUER et al., 2008). Essas observações são análogas à classificação das espécies em categorias sucessionais, em que existe a variação no tamanho das sementes e dos frutos das espécies, conforme o estágio sucessional. Assim, espécies pioneiras possuem frutos e, ou, sementes de dimensões menores que as espécies classificadas como tardias (BUDOWSKI, 1965; UHL et al., 1991; FERRETI, 2002). Já que a zoocoria é predominante nos diferentes estágios sucessionais, estudos futuros podem buscar responder à relação entre a morfometria dos frutos e das sementes das espécies zoocóricas e sua relação com as categorias sucessionais, focando na importância para a regeneração das florestas nativas.

Desse modo, em plantios de reflorestamentos é necessário considerar a utilização de percentuais elevados de espécies zoocóricas para refletir o padrão natural e atrair os animais frugívoros que são importantes na qualidade da regeneração natural e definem o nível de resiliência para a restauração ecológica.

 

5. CONCLUSÃO

O espectro da síndrome de dispersão de diásporos revelou que a zoocoria é predominante nos três estágios da sucessão florestal. Esse percentual elevado na riqueza e estrutura da floresta é semelhante aos encontrados na Mata Atlântica, demonstrando que a relação planta-animal possui importância elevada para a sucessão da floresta nativa em ambiente ciliar de um fragmento de Floresta Estacional Semidecidual na região do Extremo Sul do Brasil.

 

6. AGRADECIMENTOS

Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico eTecnológico (CNPq), pela bolsa de mestrado do primeiro autor e de Produtividade em Pesquisa do segundo; aos proprietários das Colônias, pelo apoio no trabalho: senhora Egher, família Ehlert e, em especial, aos Lichtnow; aos ajudantes de campo, nas pessoas de Felipe Borges Teixeira, João Vicente da Luz, Miriam Schmidt Priebe, Vinicius Leite, Fabiano Corrêa e Rafael Paiva Duarto, pelo apoio.

 

7. REFERÊNCIAS

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Recebido em 13.06.2012 aceito para publicação em 13.03.2014.

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