Riqueza e Diversidade de Formigas em Áreas Florestais de SP: Análise de Espécies e Estimad, Notas de estudo de Engenharia Unificada Básica

Baixe Riqueza e Diversidade de Formigas em Áreas Florestais de SP: Análise de Espécies e Estimad e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Unificada Básica, somente na Docsity! UNIVERSIDADE DE MOGI DAS CRUZES SABRINA AMORIM DE ALBUQUERQUE A INFLUÊNCIA DA IDADE DO PLANTIO DE Eucalyptus tereticornis Sm (MYRTACEAE: MYRTALES), SOBRE AS COMUNIDADES DE FORMIGAS (HYMENOPTERA: FORMICIDAE) DE SERAPILHEIRA MOGI DAS CRUZES, SP 2009 UNIVERSIDADE DE MOGI DAS CRUZES SABRINA AMORIM DE ALBUQUERQUE A INFLUÊNCIA DA IDADE DO PLANTIO DE Eucalyptus tereticornis Sm (MYRTACEAE: MYRTALES), SOBRE AS COMUNIDADES DE FORMIGAS (HYMENOPTERA: FORMICIDAE) DE SERAPILHEIRA Dissertação apresentada à Universidade de Mogi das Cruzes, como parte das exigências para a obtenção do título de Mestre em Biotecnologia (Área de Concentração: Ambiental). Profa. Orientadora: Dra Maria Santina de Castro Morini Mogi das Cruzes, SP 2009 1 Fis. 080-Livro U LH Tal.: (011) 4798-7000 Fax: (011) 4799-5233 de, hrtp:/hmumumo. br mogi das cruzes ATAS ATA DA SESSÃO PÚBLICA DE APRESENTAÇÃO DE DISSERTAÇÃO DE MESTRADO EM BIOTECNOLOGIA DA UNIVERSIDADE DE MOGI DAS CRUZES Às catorze horas e trinta minutos do dia vinte de fevereiro de dois mil e nove, na Universidade de Mogi das Cruzes, realizou-se a delesa de dissertação “A influência do tempo do plantio de Eucalyptus tereticomis (Myrtaceae: Myrtales), sobre as comunidades de formigas (bymenoptera: formicidae) de serapilheira” para obtenção do grau de Mestre pelo(a) candidato(a) Sabrina Amorim de Albuquerque. Tendo sido o número de créditos alcançados pelo(a) mesmo(a) no total de 48 (quarenta e oito), a saber: 24 unidades de crédito em disciplinas de pós- graduação e 24 unidades de crédito no preparo da dissertação, o(a) aluno(a) perfaz assim os requisitos para obtenção do grau de Mestre. A Comissão Examinadora estava constituída dos Senhores Professores Doutores Maria Santina de Castro Morini da Universidade de Mogi das Cruzes, Rita de Cássia Frenedozo da Universidade Cruzeiro do Sul e Sandra Verza da Silva da Universidade Estadual | | Paulista “Júlio de Mesquita Filho”, sob a presidência do(a) primeiro(a), como orientador(a) da dissertação. A Sessão Pública da defesa de dissertação foi aherta pelo Senhor Presidente da Comissão que apresentou o(a) candidato(a). Em seguida o(a) candidato(a) realizou uma apresentação oral da dissertação. Ao final da apresentação da dissertação. seguiram-se as argiições pelos Membros da Comissão Examinadora. A seguir a Comissão, em Sessão Secreta, conforme julgamento discriminado por cada membro, considerou o(a) candidato(a) se dos — por tn mA mma Di acky Taprovado(a) “reprovado (aj) (uranimidads/maiória) Mogi das Cruzes, 20 de fevereiro de 2009. Comissão Examinadora Julgamento — NGÃ NO 2 E rever E e Da o ç doa do(a) Profº Dré Maria Santina € Morini (aprovado(a)reprovade(a > E C e clorais; Ri o Aa ro trad Prof? Dr.” Rita de Cássia Frédedozo (aprovado(ueprovado(a)) (LP pmedte Alm a de És E Abin parar Proí” Dr” Sandra Verza da Silva Caproneado (ay reprovado (ai) Ay. Dr Cândido Xavier de Almeida Souza, 200 - CEP 08780-911 - Mogi des Cruzes - SP - Brasil AGRADECIMENTOS Agradeço aos meus pais, minhas irmãs e ao meu cunhado por acreditarem em mim e por estarem presentes nos momentos mais difíceis que não foram poucos. Aos meus lindos sobrinhos, Felipe e Pedro, por deixarem esses dois anos mais alegres. Ao meu noivo Fábio pela paciência de ouvir tantos “não” no decorrer desses dois anos, pelas correções ortográficas e por acreditar em mim. À professora Maria Santina pelas milhares de correções no decorrer desse trabalho e por permitir que o sonho de me torna uma mestre se torne real. À Faep, pela concessão da bolsa de estudo que permitiu a realização desse trabalho. Aos amigos do laboratório de Mirmecologia da Universidade de Mogi das Cruzes, em especial a Talita que tanto me ajudou na identificação das espécies e a Silvia que, com muita paciência me explicava durantes horas os programas de estatística. Ao Professor Odair Correa Bueno por ceder a infra-estrutura do Centro de Estudos de Insetos Sociais (UNESP- Rio Claro) durante o trabalho. À Itamar Cristina Reis e ao Dr. Eduardo A. Diniz, pela ajuda durante as por ajuda as coletas. Ao Instituto Florestal e à administração da Floresta Estadual Edmundo Navarro de Andrade, pela permissão e apoio durante o trabalho de levantamento de dados. Aos meus amigos por entenderem a minha ausência nesse período. Agradeço a Deus e a Nossa Senhora por permitir que esse ciclo na minha vida pudesse chegar ao fim. E as formiguinhas que tão gentilmente permitiram que esse trabalho fosse realizado. RESUMO O estado de São Paulo abriga hoje pequenos fragmentos florestais de sua flora original e algumas áreas de vegetação reflorestada principalmente de Pinus sp. e Eucalyptus spp. Vários estudos vêm propondo um conjunto de indicadores de avaliação da recuperação e da sustentabilidade dos projetos de restauração e/ou manejo das florestas. Algumas espécies são sensíveis às alterações do meio em que vivem, como por exemplo, as formigas. Elas podem indicar o grau de perturbação do ambiente ou avaliar a recuperação de uma área. O objetivo geral deste trabalho é estudar a influência do tempo do plantio sem manejo, de Eucalyptus tereticornis sobre as comunidades de formigas e, também, realizar parte do inventário de Formicidae da Floresta Estadual Edmundo Navarro de Andrade. Para isso foram efetuadas duas coletas em cada área de estudo, sendo uma na estação chuvosa e a outra na estação seca. Utilizando o Protocolo Bestelmeyer et al. (2000), por permitir a comparação com outros trabalhos realizados, foram coletados 50 m 2 de serapilheira, por área e por estação. O material foi coletado, peneirado e introduzido em extratores de mini-Winkler, por 48 horas. A camada superficial do solo foi medida nos vértices e no centro com uma régua. Foram coletados 43.981 espécimes de formigas, distribuídos em 8 subfamílias, 22 tribos, 38 gêneros e 124 morfoespécies/espécies; sendo que as subfamílias mais ricas foram Myrmicinae, Ponerinae e Formicinae, em todas as áreas. No talhão de E. tereticornis de 22 anos foram encontrados 18.230 espécimes e 64 espécies, no talhão de 100 anos 10.116 espécimes e 63 espécies e na área de mata 15.635 espécimes e 84 espécies. Constata-se que, em todas as áreas independentes do tipo de vegetação, os táxons mais freqüentes praticamente são os mesmos. E o gênero mais rico em espécies foi a Pheidole em todas as áreas estudadas. Estes resultados mostram uma riqueza maior na área de mata nativa em comparação as áreas de plantio de eucalipto. A análise da similaridade das comunidades entre as áreas estudadas mostra que, o plantio de eucalipto de 100 anos é mais próximo à mata nativa; e ambas as áreas são distantes do plantio de 22 anos. Não houve uma correlação significativa para a área estudadas independente da estação do ano. As guildas, na estação chuvosa, se aproximam mais das propostas de Delabie et al. (2000) e Silva (2004), do que na estação seca. Palavras chaves: formigas, fragmentação florestal, Eucalyptus, floresta semi-decídua. Figura 16 Gráficos de dispersão mostrando a relação entre a espessura média da camada de serapilheira e a riqueza média em cada área estudada de acordo com a estação do ano....................................................................................................47 Figura 17 Número total de espécies em cada guilda proposta por Delabie et al. (2000), em relação a cada área estudada..............................................................................50 Figura 18 Número total de espécies em cada guilda proposta por Silva (2004), em relação a cada área estudada........................................................................52 Lista de Tabelas Tabela 1 Número total de subfamílias, de gêneros, de espécies e de espécimes de acordo com os táxons amostrados em todas as áreas estudadas no município de Rio Claro (SP)..........................................................................................................32 Tabela 2 Tabela comparativa entre a riqueza total e compartilhada da fauna de Formicidae, de acordo com alguns autores que trabalharam com áreas de plantio de Eucalyptus sem manejo....................................................................33 Tabela 3 Número de ocorrência (O) e freqüência relativa (FR%) das morfoespécies/espécies, de acordo com as áreas amostradas no município de Rio Claro, SP.....................................................................................................34 Tabela 4 Resultado da análise faunística de comunidades de formigas nas três áreas estudadas através do índice de Shannon-Wiener e equitabilidade....................39 Tabela 5 Variação da riqueza e da espessura média (± dp) da camada de serapilheira de acordo com as áreas estudadas.........................................................................46 Tabela 6 Número total de gêneros amostrados nas áreas de tereticornis e na mata nativa, de acordo com as estações do ano, baseando-se na proposta de Delabie et al. (2000).................................................................................................................49 Tabela 7 Número total de gêneros amostrados nas áreas de Eucalyptus tereticornis e na mata nativa, de acordo com as estações do ano, baseando-se na proposta de Silva (2004).......................................................................................................51 Sumário 1 INTRODUÇÃO.....................................................................................................................11 2 OBJETIVO............................................................................................................................19 3 MÉTODOS............................................................................................................................20 3.1.Localização e caracterização das áreas de estudo......................................... .....................20 3.1.1 Floresta Estadual Edmundo de Navarro de Andrade (FEENA)................................20 3.1.2 Mata da Fazenda São José.........................................................................................23 3.2 Coletas de formigas......................................................................................................25 3.3 Procedimento de identificação.....................................................................................28 3.4 Análise de dados..........................................................................................................29 3.4.1 Riqueza e diversidade de espécie..............................................................................29 3.4.2 Freqüência relativa de ocorrência.............................................................................29 3.4.3 Similaridade entre as áreas........................................................................................30 3.4.4 Associação entre riqueza de espécies e a espessura da camada da serapilheira . . 30 4 RESULTADOS E DISCUSSÃO..........................................................................................30 5 CONCLUSÕES E SUGESTÕES.........................................................................................53 REFERÊNCIAS...................................................................................................................... 54 APÊNDICES...........................................................................................................................64 13 Devido à alta abundância relativa e interações com muitos outros organismos, os formicídeos participam de forma significativa dos processos funcionais dos ecossistemas, tais como, na regulação da abundância de outros artrópodes (LaSALLE e GAULD, 1993), da ciclagem de nutrientes (HÖLLDOBLER e WILSON, 1990), no fluxo de energia e de materiais dos ecossistemas (GILLER, 1996). As formigas da tribo Attini (cultivadoras de fungo) representam os principais herbívoros da região Neotropical (WIRTH et al., 1997). Ainda, algumas espécies influenciam ativamente a distribuição espacial das populações das plantas (LEAL, 2005), pois atuam como dispersoras de sementes, incluindo seu transporte para áreas degradadas (MOUTINHO et al., 1983). As formigas também promovem modificações na estrutura física do solo (FOLGARAIT, 1998), melhorando a condição de um solo impactado, pois aumentam o nível de porosidade e nutrientes através de suas atividade de forrageamento e nidificação. Como mais de 60% das espécies de formigas conhecidas para áreas de florestas tropicais habitam o solo e/ou a serapilheira (DELABIE e FOWLER, 1995; TAVARES, 2002), pode-se dizer que, esses insetos representam um elo importante na estruturação dos ecossistemas como um todo. De uma forma geral, a riqueza de espécies de formigas nos ecossistemas é regulada pela disponibilidade de ninhos, disponibilidade de recursos e do microclima (umidade e temperatura) (LEVINGS, 1983; KASPARI, 1996), sendo influenciada principalmente pela profundidade da serapilheira (NAKAMURA et al., 2003; MOORE et al., 2004). Variações sazonais também influenciam a dinâmica de populações e a estrutura das comunidades de formigas tropicais (LEVINGS, 1983), além da diversidade da comunidade vegetal (LEAL, 2005). O conhecimento sobre os Formicidae permite embasar ou servir como modelo em estudos de biodiversidade, pois o táxon possui uma alta diversidade local e mundial, dominância numérica, uma base razoável de conhecimento taxonômico, facilidade de coleta e sensibilidade às mudanças ambientais (ALONSO e AGOSTI, 2000), podendo servir, como bioindicadores para o monitoramento de áreas em processo de regeneração (SILVESTRE, 2005). O uso dos indicadores ambientais na pesquisa é relativamente recente, com os primeiros estudos sendo realizados na Europa, no início do século XX, em ambientes aquáticos. A sua posterior aplicação para ecossistemas terrestres ocorreu somente a partir da década de 1980 (SOLIS, 2007). As espécies indicadoras são aquelas que apresentam exigências ambientais específicas. Porém, apenas alguns táxons são utilizados como representantes dos outros 14 membros do sistema e dos processos ecológicos que os envolvem, sendo que as respostas destes representantes são extrapoladas para todo sistema (MATOS et al., 1994). Vários critérios têm sido propostos para a seleção das espécies, de uma forma geral, que podem atuar como indicadores biológicos, tais como: (1) taxonomia relativamente bem resolvida: grupos com problemas taxonômicos fornecem informações de baixa qualidade; (2) conhecimento da história natural, genética, química, e outros aspectos da biologia; (3) com abundância numérica e distribuição cosmopolita, permitindo estudos comparativos em escala regional, nacional e internacional; (4) ciclo de vida curto: quanto menor o tempo por geração, mais rapidamente os efeitos da alteração ambiental serão evidenciados; (5) espécies com diferentes associações ecológicas: fornecem informações sobre diferentes compartimentos do hábitat; (6) fidelidade de hábitat; (7) sedentarismo: espécies migratórias ou de alta mobilidade podem estar presentes em um hábitat sem relação com as condições ambientais; (8) facilidade de serem amostradas, na triagem e identificação e, (9) pouca valoração para o ser humano: espécies com valor econômico podem desaparecer do sistema independentemente de seu estado de conservação (SILVA e BRANDÃO, 1999; CASTRO e MARTÍNEZ, 2006). Como já citado, as formigas possuem diversos atributos e o uso desses insetos como indicadores ambientais vêm sendo feito há vários anos na Austrália (MAJER, 1983; ANDERSEN, 1995; HOFFMANN e ANDERSEN, 2003), bem como em outros países (LAWTON et al., 1998; KASPARI e MAJER, 2000; ARMBRECHT e ULLOA-CHACON, 2003; CORLEY et al., 2006); e no Brasil (MAJER, 1992, 1996; VASCONCELOS et al., 2001; RAMOS et al., 2003, 2004). Além da presença de determinados táxons que são usados como bioindicadores do ambiente, a divisão de comunidades biológicas complexas em unidades funcionais, ou guildas, permite estudos comparativos, identificando grupos de espécies que compartilham os mesmos comportamentos ecológicos. Assim, a determinação das guildas de uma comunidade permite previsões a um nível mais prático, mais geral e melhor do que o nível de espécies (BEN-MOSHE et al., 2001). Para as áreas de cerrado no Brasil, Silvestre et al. (2003) propuseram 15 grupos funcionais de formigas, ou seja, as espécies que apresentam uma grande sobreposição de informações sobre sua biologia e comportamento foram colocadas juntas, formando uma determinada guilda. Para isso, os autores, usaram as seguintes informações: padrão de comportamento, tipos de alimento, localização do ninho, substrato e tipo de forrageamento, forma de recrutamento, estrutura corporal especializada, tamanho e agilidade relativa das 15 operárias, tamanho estimado da população da colônia adulta e métodos de coleta utilizados para captura. Os grupos funcionais classificados foram: • Guilda 1 – predadoras grandes epigéicas: espécies da subfamília Ponerinae, predadoras e necrófagas, epigéicas de colônias pequenas e agressivas, utilizando o aguilhão para as interações agonísticas (Dinoponera, Pachycondyla, Ectatomma e Odontomachus); • Guilda 2 – Pseudomyrmecíneas ágeis: este grupo é composto pelas espécies de Pseudomyrmex que patrulham solitariamente grandes áreas ao redor do ninho; • Guilda 3 – espécies nômades, compostas por táxons da tribo Ecitonini, com recrutamento do tipo legionário (Neivamyrmex, dentre outras); • Guilda 4 – formigas cortadeiras que formam grandes colônias compostas por espécies polimórficas (Atta e Acromyrmex); • Guilda 5 – Attini crípticas, cultivadoras de fungos sobre material em decomposição, como por exemplo: Hylomyrma e Cyphomyrmex; • Guilda 6 – dominantes onívoras do solo que constroem ninhos subterrâneos, com colônias grandes e recrutam massivamente. Ex. Camponotus, Pheidole e Solenopsis; • Guilda 7 – oportunistas do solo e da vegetação que formam ninhos em lugares diversificados e forrageam em grandes áreas, tanto no solo como na vegetação. Ex. Paratrechina, Camponotus, Brachymyrmex e Pheidole. • Guilda 8 – camponitíneas patrulheiras generalistas: neste grupo estão todas as espécies de Camponotus; • Guilda 9 – arborícolas pequenas de recrutamento maciço, que incluem: Azteca, Wasmannia; Crematogaster, dentre outras; • Guilda 10 – especialistas mínimas de vegetação, como as espécies de Myrmelachista, Monomorium e Brachymyrmex; • Guilda 11 – especialistas mínimas de solo. Dentro desse grupo encontra-se Carebara; • Guilda 12 – cefalotíneas que incluem todas as coletoras de pólen e de néctar, da tribo Cephalotini; • Guilda 13 - dolichoderíneas arborícolas grandes, coletoras de exudatos. Neste grupo encontram-se as espécies de Dolichoderus e Procryptocerus; 18 • Guilda 6 – As espécies são todas generalistas, sendo divididas em dois grupos: 6.1 - Mirmicíneas generalistas (por exemplo: Wasmannia) e 6.2 - Formicíneas generalistas (por exemplo: Camponotus) • Guilda 7 - Predadoras Dacetini, sendo divididas em: 7.1 - espécies com tamanho corpóreo grande (Acantognathus), ou de tamanho menor, porém, com mandíbulas longas e lineares (algumas Strumigenys e Pyramica); 7.2 - Espécies com tamanho de corpo pequeno e mandíbulas de pressão estática (alguns táxons de Pyramica) e 7.3 Espécies com mandíbulas cinéticas são sempre estreita, sublineares ou lineares, usualmente, longas e quando totalmente fechadas se encostam somente no ápice. Apresentam um pequeno número de dentes localizados distalmente, alguns podem ser grandes (Acantognathus, Daceton e Strumigenys); • Guilda 8 - Esta guilda incluem os Solenopsidini, que são espécies de tamanho relativo muito pequeno, com escapo e mandíbulas curtas e olhos vestigiais; • Guilda 9 – É composta por espécies relativamente pequenas, com a cabeça tão larga quanto longa, mandíbulas curtas. Exemplo de táxons: Rogeria, Octostruma petiolata e Phalacromyrmex fugax 19 2 OBJETIVOS Este estudo teve como objetivo avaliar a influência da idade do plantio de Eucalyptus tereticornis, em talhões sem manejo, sobre as comunidades de formigas e, também realizar parte do inventário de Formicidae da Floresta Estadual Edmundo Navarro de Andrade e da Mata da Fazenda São José. Especificamente, pretendeu-se responder as seguintes perguntas em relação às áreas de estudo: 1. as áreas de floresta estacional semi-decídua e de E. tereticornis apresentam a mesma estrutura de guildas observada por Delabie et al. (2000) e Silva (2004)? 2. a riqueza de formigas em áreas de floresta estacional semi-decídua e de E. tereticornis está relacionada à espessura da camada de serapilheira? 3. a riqueza de formigas em áreas de floresta estacional semi-decídua e de E. tereticornis está relacionada às estações seca e chuvosa? 20 3 MÉTODOS 3.1. Localização e caracterização das áreas de estudo As áreas de estudo, Mata da Fazenda São José e Floresta Estadual Edmundo Navarro de Andrade (FEENA), estão localizadas no município de Rio Claro (SP) (Figura 1). A sede do município está a uma altitude de 613 m, e possui um relevo predominantemente plano e de vegetação natural composta principalmente por floresta semi-decídua, mas restrita a algumas áreas de proteção ambiental. O clima da cidade, de acordo com a classificação de Köeppen é do tipo Cwa, caracterizado como tropical com duas estações bem definidas: seca e chuvosa. A temperatura média referente aos meses predominantemente frios e secos varia entre 3o C a 18o C com uma menor pluviosidade em relação ao meses com temperaturas mais elevadas e chuvosos, que apresentam uma média superior a 22o C (MOURA, 1998); entre abril e setembro a precipitação é de 180 a 200 mm3 e, de outubro a março a precipitação é maior, variando em torno de 1.200 mm3. A área rural está voltada economicamente para o cultivo e colheita da cana-de-açúcar, Citrus e pastagens (PORTAL NOSSO SÃO PAULO, 2007). 3.1.1 Floresta Estadual “Edmundo Navarro de Andrade” – FEENA A Floresta Estadual “Edmundo Navarro de Andrade” (220 44’ 46”S e 460 32’ 48,8” W), ocupa atualmente uma área de 2.314,78 ha sendo dividida em talhões com plantio de mais de 60 espécies de Eucalyptus. Essa floresta constitui o “berço do eucalipto no Brasil”, e representa um importante banco de germoplasma destinado à comunidade científica para estudos de melhoramentos genéticos (Plano de Manejo, FEENA 2005). As Figuras 2 A e 2 B mostra a fitofisionomia dos talhões de E. tereticornis, onde as coletas foram efetuadas. O talhão, cujo plantio de E. tereticornis, no momento do trabalho estava com 22 anos, possui 8,71 hectares; enquanto que o talhão com 100 anos, possui 5,13 hectares.