Estrutura da vegetação de um cerradão e a heterogeneidade regional do Cerrado no Maranhão, Brasil

Vegetation structure of a cerradão, and the regional heterogeneity of the Cerrado in Maranhão, Brazil

Helisvania Gomes Silva^I; Nivaldo de Figueiredo^II; Gilda Vasconcellos de Andrade^II

^IPrograma de Pós-Graduação em Biologia da Universidade Federal do Maranhão (UFMA). E-mail:<[e-mail]>

^IIDepartamento de Biologia da Universidade Federal do Maranhão (UFMA). E-mail: <[e-mail]>; <[e-mail]>

RESUMO

A estrutura de um Cerradão no nordeste do Maranhão foi avaliada visando contribuir para a caracterização da heterogeneidade da vegetação no Estado. O método de quadrantes foi utilizado na amostragem de 399 pontos em três transectos paralelos, distribuídos sistematicamente a cada 200 m. O ponto de início do primeiro transecto foi sorteado. O critério de inclusão mínimo foi de 1 cm de diâmetro ao nível do solo. Os 1.596 indivíduos amostrados representaram 69 espécies e 32 famílias. Plathymenia reticulata (Candeia) foi a espécie com maior Índice de Valor de Importância (IVI), diferindo de outras regiões maranhenses. A diversidade (H'= 3,31) e a eqüabilidade (J= 0,78) foram altas e estão dentro da variação conhecida nos Cerrados do Maranhão. A comparação florística entre sete áreas de Cerrado no Estado mostrou elevada heterogeneidade e baixa similaridade. As localidades com maior proximidade geográfica apresentaram maior similaridade florística apenas nas análises com valores de abundância das espécies.

Palavras-chaves: Cerradão, diversidade e similaridade.

ABSTRACT

The structure of a Cerradao in northeastern Maranhao was evaluated aiming to contribute to the characterization of the vegetation heterogeneity in this state. The Point-Centered Quarter method was used for sampling 399 points in three parallel transects, systematically placed each 200m. The starting point of the first transect was randomized. The minimum inclusion criterion was 1 cm diameter at soil level. The 1596 sampled individuals represented 69 species and 32 families. Plathymenia reticulata (Candeia) was the species with the highest Importance Value Index (IVI), differing from other regions in the state. Diversity (H'= 3.31) and equability (J= 0.78) were high, and within the known range for Maranhão cerrados. The floristic comparison among seven cerrado areas in this state showed high heterogeneity and low similarity. The nearest areas showed the highest floristic similarity only in the analyses with species abundance values.

Keywords: Cerradão, diversity and similarity.

1. INTRODUÇÃO

A heterogeneidade nas formações de Cerrado vem sendo observada em avaliações florísticas desde trabalhos pioneiros como o de Ratter e Dargie (1992) até os mais recentes como os de Felfili et al. (2004) e Balduino et al. (2005). Essa heterogeneidade também foi evidenciada em um mapeamento de unidades ecológicas e de paisagem, baseado em variáveis ambientais e da vegetação (SILVA et al., 2006).

O trabalho mais abrangente foi o de Ratter et al. (2003), que compararam a composição florística de 376 áreas de Cerrado ao longo de sua distribuição no Brasil. Esses autores identificaram forte padrão fitogeográfico na distribuição das espécies e dividiram o Cerrado em seis províncias fitogeográficas distintas, em razão da similaridade florística, estando o Maranhão inserido na província norte-nordeste.

As análises mais regionais de similaridade florística vêm sugerindo distribuição espacial caracteristicamente agrupada das espécies, formando mosaicos vegetacionais (FELFILI e FELFILI, 2001; FELFILI et al., 1993; SILVA JUNIOR e FELFILI, 1996). Localmente, esses mosaicos também foram observados no Maranhão (FERREIRA, 1997; SILVA, 2004, 2006; FIGUEIREDO e ANDRADE, 2007).

No Maranhão também é esperado que haja grande heterogeneidade nas formações de Cerrado, por ser uma região ecotonal, com ocorrência de manchas de Caatinga na sua porção leste, vegetação amazônica na região oeste e campos inundáveis na região central, além das restingas e manguezais (IBGE ,1984). A vegetação de Cerrado corta o Estado, indo desde a Região Sul até a Nordeste, ocupando cerca de 40% da cobertura vegetal (IBGE, 1984) e entrando em contato com todos esses biomas. De fato, diferenças na composição florística e na estrutura da vegetação foram constatadas. Os Cerrados do planalto maranhense (região sul) e da região nordeste próxima ao litoral apresentam até o momento as maiores riquezas e diversidades (WALTER et al., 2000; QUEIROGA, 2001; SILVA, 2004; FIGUEIREDO e ANDRADE, 2007) quando comparados com os das regiões central-leste e oeste (SANAIOTTI, 1996; SOARES, 1996; FERREIRA, 1997).

A caracterização dessa heterogeneidade no Maranhão, através do conhecimento dos padrões de distribuição florístico e estrutural da vegetação de Cerrado, é fundamental para a elaboração de propostas que visam à sua preservação. No Brasil, a taxa anual de desmatamento no Cerrado é alarmante, chegando a três milhões de hectares/ano, sendo as principais pressões a expansão da fronteira agrícola, as queimadas e o crescimento não planejado das áreas urbanas (MACHADO et al., 2004). A exploração da madeira do Cerrado pode ainda representar elevada lucratividade (OLIVEIRA et al., 2002), o que reforça esse cenário bastante pessimista. No Maranhão, a situação não é diferente. As plantações de soja e eucalipto vêm ocupando áreas extensas de vegetação nativa, tornando-se cada vez mais agressivas.

Assim, este estudo fez uma análise da estrutura da vegetação arbustiva e arbórea de um Cerradão no nordeste do Maranhão, ampliando também o levantamento da composição florística realizado por Silva (2004) em uma localidade próxima, contribuindo para a caracterização local. Em uma abordagem regional, compara a similaridade entre sete levantamentos realizados no Estado, buscando, assim, entender melhor o padrão florístico e estrutural encontrado nos Cerrados maranhenses e caracterizando, pela primeira vez, a heterogeneidade do Cerrado no Maranhão.

2. MATERIAL E MÉTODOS

A área amostrada (03º 19' S, 43º 12' W; ca. 40 m alt.) está localizada na Fazenda Bonfim (ca.10.000 ha), Município de Urbano Santos, nordeste do Maranhão (Figura 1). A região, de relevo plano e suave com vegetação de Cerrado, é conhecida localmente como "Chapada", sendo a fisionomia predominante o Cerradão (IBGE, 1984; SILVA, 2004).

A amostragem da vegetação pelo método de Ponto Quadrante (COTTAM e CURTIS, 1956) ocorreu em três transectos paralelos, distribuídos sistematicamente a uma distância de 200 m, sendo sorteada a localização do primeiro transecto. Ao longo de cada transecto foram amostrados 133 pontos, alocados a cada 10 m. O critério de inclusão mínimo foi de 1 cm de Diâmetro ao Nível do Solo (DAS) ou quando a soma dos diâmetros das ramificações obedecesse ao critério mínimo estabelecido. Os indivíduos encontrados mortos, que ainda estavam em pé, foram considerados como uma única espécie e agrupados em uma única família. A área da amostragem foi estimada de acordo com Martins (1991).

Exsicatas dos indivíduos amostrados foram depositadas na coleção do Laboratório de Sistemática da Universidade Federal do Maranhão (LSUFMA série 3.615 -3.739). Foi adotado o sistema de classificação de Cronquist (1981) na apresentação dos táxons.

Os principais parâmetros fitossociológicos analisados, obtidos pelo Software Fitopac II (SHEPHERD, 1998), foram: densidade, freqüência e dominância absolutas e relativas e, a partir desses, o Índice de Valor de Importância-IVI (MUELLER-DOMBOIS e ELLENBERG, 1974). Foram calculados os índices de diversidade de Shannon e Wienner (H'), e a eqüabilidade Pielou (J') de acordo com Krebs (1989). A curva acumulativa do número médio de espécies pelo esforço amostral foi elaborada de acordo com Magurran (2004) e as estimativas do número de espécies (Jacknife de 1ª e 2 ª ordem), de acordo com Krebs (1989).

A comparação florística foi realizada entre Cerrados de sete localidades no Maranhão (Figura 1), com mais de 500 indivíduos amostrados e dados de abundância disponíveis, sendo duas na região nordeste, Município de Urbano Santos - US (SILVA, 2004) e US2 (este estudo); duas no centro-leste, Municípios de Afonso Cunha (FERREIRA, 1997) e Mirador (CONCEIÇÃO, 2000); e três no sul do Estado, Município de Balsas, sendo: - Balsas W (WALTER et al., 2000); Balsas Q - (QUEIROGA, 2001) e Balsas F (FIGUEIREDO e ANDRADE, 2007). Na montagem da matriz de dados, foram descartadas as espécies não identificadas (todos os levantamentos) e os indivíduos com DAS abaixo de 3 cm (nos dois levantamentos no Município de Urbano Santos e em Balsas F). Nesses levantamentos que utilizaram critério mínimo de inclusão de 1 cm DAS, a maioria dos indivíduos não identificados correspondeu a essas espécies de pequeno porte (Quadro 1; SILVA, 2004; FIGUEIREDO e ANDRADE, 2007).

Na avaliação da similaridade, utilizou-se a Análise de Agrupamento (cluster aglomerativo e hierárquico) pelo método de média de grupos, sendo utilizado o Coeficiente de Similaridade de Sørensen (matriz de dados binários) e o Índice de Similaridade de Morisita-Horn (matriz de dados de abundância), de acordo com Krebs (1989). Testes de distorção entre as fusões, de probabilidade de ocorrência e de representatividade foram realizados em cada matriz derivada pelo cálculo do Coeficiente de Correlação Cofenética, através de reamostragens utilizando "Bootstrap" (N = 10.000, com reposição), e, ainda, plotando a matriz de dados originais em um diagrama de ordenação utilizando o método de Análise de Coordenadas Principais (LEGENDRE e LEGENDRE, 1998).

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Foram amostrados 1.596 indivíduos, pertencentes a 69 espécies (Quadro 1), representando 53 gêneros e 32 famílias. Esse número de espécies está dentro da amplitude observada no Estado (33 a 144 espécies - Quadro 2), embora não haja homogeneidade no tamanho da amostra nos diferentes estudos. A área estimada da amostragem foi de 0,572 ha.

Das 69 espécies amostradas, 14 (20%) concentraram 75% dos indivíduos (Quadro 1). Plathymenia reticulata foi a espécie com mais indivíduos (217), seguida por Ouratea hexasperma (187) e Stryphnodendron coriaceum (114). Dezessete espécies (25%) ocorreram com apenas um indivíduo (espécies raras, localmente).

As quatro espécies com maior Índice de Valor de Importância (IVI), P. reticulata, O. hexasperma, Qualea parviflora, S. coriaceum, totalizaram 39,16% do IVI total (Quadro 1). Os 104 indivíduos mortos obtiveram a 5ª posição em valor de IVI. As espécies com os maiores valores de IVI (e mais abundantes) foram as mesmas encontradas em uma localidade próxima (SILVA, 2004), divergindo nas demais áreas de Cerrado no Maranhão (Quadro 2). Nesses levantamentos, as espécies predominantes (IVI) variam de um local para o outro, mostrando uma vegetação estruturalmente heterogênea ao longo de sua distribuição no Estado.

Nenhuma espécie ocorreu em toda a área de amostragem, e 52 (74,3%) não atingiram 5% de Freqüência Absoluta, evidenciando que as espécies apresentam distribuição restrita na área. Plathymenia reticulata e O. hexasperma, que se destacaram com as maiores freqüências encontradas (Quadro 1), ocorreram apenas em cerca de 40% das amostras.

Os valores obtidos de riqueza (S=69), diversidade (H´=3,307) e eqüabilidade (J = 0,778) estão dentro da variação encontrada nos Cerrados do Maranhão (Quadro 2). Os estimadores de diversidade Jacknife de 1ª e 2ª ordens indicaram que 79% e 67% das espécies, respectivamente, foram amostradas. A não-assintotização da curva cumulativa de espécies pelo esforço amostral (Figura 2) é um reflexo da alta riqueza específica (elevada diversidade alfa) e da distribuição espacial das espécies restritas a pequenas porções no espaço (Baixa Freqüência Absoluta), evidenciando-se que a área de Cerrado estudada apresenta alta diversidade b. A elevada diversidade b e a não-estabilização observada na curva são um indicativo de que o esforço amostral, que está acima do que vem sendo utilizado em trabalhos similares (OLIVEIRA e BATALHA, 2005; BORGES e SHEPHERD, 2005), deve ser aumentado. Alternativamente, a distribuição das amostras em áreas com grande número de espécies com distribuição espacial restrita deve ser reavaliada. Nesses casos, maior espaçamento entre os pontos amostrais pode ser mais eficiente (SILVA, 2006).

Os maiores valores de densidade e IVI para Plathymenia reticulata (espécie pioneira - POTT e POTT, 2003) são indicadores de que essa área se encontra sob forte pressão, provavelmente pela ocorrência das freqüentes e intensas queimadas que ocorrem na região, que favorecem as espécies de início de sucessão. O maior número de indivíduos mortos em relação aos dados obtidos por Silva em 2004 (6,51% e 2,95% dos indivíduos amostrados, respectivamente) em uma localidade próxima na Fazenda Bonfim também indica o aumento crescente de atividades que degradam e causam impacto na flora.

A comparação florística (presença/ausência de espécies) entre as áreas de Cerrado amostradas nas regiões sul, central e nordeste do Estado mostrou baixa similaridade, com algumas localidades isoladas, não formando grupos nítidos, exceto nas duas áreas em Urbano Santos (Figura 3a). A primeira fusão (duas localidades próximas em Urbano Santos) e a última fusão isolando a vegetação de Afonso Cunha foram consistentes pelas estimativas do Bootstrap. A ocorrência da terceira fusão agrupando e da quinta isolando dois Cerrados no sul do Estado (Balsas W e Balsas Q) também são representativas, apresentando os demais agrupamentos maior instabilidade. O Índice de Correlação Cofenética (Figura 3a) mostrou baixa distorção entre a matriz original de dados e a gerada pela análise.

Na análise de Coordenadas Principais, os três primeiros autovetores explicaram 62% da variação observada: autovetor 1 = 1,317 (24,4%); autovetor 2 = 1,040 (19,3%); e autovetor 3 = 0,969 (18%). O diagrama gerado corrobora os resultados obtidos na análise de agrupamento, sobrepondo as áreas de Urbano Santos, isolando Afonso Cunha e indicando que os Cerrados do sul do Estado são bastante heterogêneos, com a vegetação de Balsas F exibindo uma composição florística divergente das outras duas áreas (Figura 3b). É interessante notar que por essa análise Balsas F encontra-se em uma posição intermediária entre as outras localidades de Balsas, situadas a ca. 10 e 100 km de distância, e as de Urbano Santos, distantes ca. de 600 km (Figura 1). Figueiredo e Andrade (2007) também constataram essa similaridade relativamente alta entre as localidades de Balsas e outras no nordeste do Maranhão. No entanto, Afonso Cunha, totalmente isolada, situa-se a apenas ca. 90 km de Urbano Santos. Portanto, fica evidenciada a elevada heterogeneidade florística do cerrado no Maranhão, não explicada somente pela distância geográfica (veja SILVA, 2006).

Essa similaridade florística relativamente alta entre localidades distantes (Balsas-F e Urbano Santos) pode estar relacionada aos padrões espaciais encontrados, com muitas espécies apresentando distribuição restrita. Maior diversidade b gera elevada heterogeneidade local e, como resultado, áreas distantes poderiam ser mais semelhantes do que áreas com maior proximidade (veja também SILVA, 2006 e FIGUEIREDO e ANDRADE, 2007).

O teste de similaridade de Morisita-Horn produziu resultado em parte similar àquele da análise florística, agrupando os Cerrados de Urbano Santos, isolando as formações de Afonso Cunha e Mirador e as do sul do Estado (Balsas). A primeira fusão entre as duas áreas amostradas em Urbano Santos e a última com o isolamento do grupo Mirador - Afonso Cunha são consistentes pelas estimativas do Bootstrap. A segunda fusão, que agrupa os Cerrados de Mirador e Afonso Cunha, tem ainda boa probabilidade de ocorrência, sendo as demais fusões instáveis (Figura 4a). O Índice de Correlação Cofenética (Figura 4a) também apresentou baixa distorção entre a matriz original de dados e a gerada por essa análise.

Os valores de similaridade entre as áreas foram baixos, exceto em Urbano Santos (ca. 68% de similaridade). A similaridade foi maior, entretanto, entre áreas próximas geograficamente, como as duas de Urbano Santos ou as três de Balsas (Figuras1, 4).

Os três primeiros autovetores da análise de Coordenadas Principais explicaram 61% da variação observada: autovetor 1 = 1,338 (23,6%); autovetor 2 = 1,139 (20,1%); e autovetor 3 = 1,006 (17,7%). No diagrama da ordenação, observou-se que o primeiro eixo separa os Cerrados do sul do estado (Balsas) das formações da região nordeste (Urbano Santos), e o segundo eixo separa os Cerrados mais centrais (Mirador e Afonso Cunha), corroborando os resultados obtidos na análise de classificação (Figura 4).

As divergências entre as análises de similaridade provavelmente se devem ao fato de o Índice de Sørensen basear-se apenas na presença/ausência das espécies, ao passo que o de Morisita-Horn quantifica as diferenças em termos de abundância de espécies, e, portanto, foi menos influenciado pela ocorrência das espécies raras localmente (espécies com apenas um indivíduo), caracterizando melhor a vegetação existente nas áreas.

A utilização de métodos de amostragem diferentes (parcelas e quadrantes) nos trabalhos avaliados e o diferente critério de inclusão utilizado em um deles (QUEIROGA, 2004) não devem ter influenciado o resultado dessas análises. Na comparação de 17 áreas florestais no Estado de São Paulo, Scudeller et al. (2001) mostraram que o método de amostragem utilizado não influenciou os resultados, e o critério de inclusão apresentou correlação fraca com as variações florísticas e estruturais.

4. CONCLUSÃO

A heterogeneidade local e regional no Cerrado do Maranhão foi evidenciada, indicando a necessidade de aumento de áreas amostradas com metodologia semelhante e uma melhor caracterização taxonômica das áreas inventariadas para um conhecimento mais preciso da diversidade. Localmente, a alta diversidade b e a distribuição espacial da maioria das espécies restrita a pequenas porções do espaço atestam um padrão agregado da vegetação. Essas informações precisam ser consideradas na proposição de áreas mínimas para reservas e na definição de estratégias de conservação, especialmente nessa região em que ocorrerá a conversão de extensas áreas de Cerrado em plantação de soja e eucalipto.

5. AGRADECIMENTOS

Aos doutores Jeanine M. Felfili e Carlos M. Ruiz, pelas críticas e sugestões; à Com. e Agr. Paineiras Ltda., pelo apoio logístico; ao Sr. José F. de Sousa (Zé Pesquisa); e ao graduando José Carlos Júnior Pereira, pelo apoio no campo; à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Maranhão - FAPEMA, pela bolsa de pós-doutorado concedida a N. Figueiredo e G. V. Andrade (Processo FAPEMA - 644/06).

6. REFERÊNCIAS

Recebido em 16.02.2007 e aceito para publicação em 22.08.2008.

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Estrutura da vegetação de um cerradão e a heterogeneidade regional do Cerrado no Maranhão, Brasil

Vegetation structure of a cerradão, and the regional heterogeneity of the Cerrado in Maranhão, Brazil

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  20 Fev 2009
• Data do Fascículo
  Out 2008

Histórico

• Aceito
  22 Ago 2008
• Recebido
  16 Fev 2007