A comunidade arbórea do remanescente florestal urbano do Parque Natural Municipal da Lajinha (Juiz de Fora, MG, Brasil)Resumo
O estudo objetivou analisar a estrutura, composição e diversidade de espécies arbóreas do fragmento florestal urbano do Parque Natural Municipal da Lajinha (Juiz de Fora, MG, Brasil). Foram alocadas 25 parcelas de 20 x 20 m (1 ha), onde foram mensurados todos os indivíduos com DAP ≥ 5cm. Foram amostrados 1393 indivíduos vivos, pertencentes a 155 espécies e 51 famílias botânicas. As espécies com maiores VI foram: Nectandra nitidula (15,0), Eugenia hiemalis (12,6), Bathysa australis (9,94), Virola bicuhyba (8,71) e Alchornia triplinervia (8,02). O índice de diversidade de espécies de Shannon foi um dos mais altos para as florestas da região (H’ = 4,36 nats.ind-1). O elevado índice de equabilidade de Pielou (J’ = 0,87) e as análises multivariadas (agrupamento e DCA) mostraram alta heterogeneidade florística na comunidade. Complementarmente, a presença de espécies raras da flora de MG e de espécies nacionalmente ameaçadas (Ocotea odorifera, Virola bicuhyba, Dicksonia sellowiana) evidenciam a área como importante relicto de conservação da biodiversidade na paisagem urbana.
Palavras-chave: Fitossociologia; Diversidade; Unidade de conservação; Zona da Mata
Abstract
We aim to analyze the structure, composition and diversity of tree species of the urban forest fragment of the Lajinha Municipal Natural Park (Juiz de Fora, MG, Brazil). 25 plots of 20 x 20 m (1 ha) were randomly allocated, where all individuals with DBH ≥ 5 cm were measured. We sampled 1393 living individuals belonging to 155 species and 51 botanical families. The five species with the highest VI were: Nectandra nitidula (15,0), Eugenia hiemalis (12,6), Bathysa australis (9,94), Virola bicuhyba (8,71) and Alchornia triplinervia (8,02). The diversity index of Shannon was one of the highest for the region's forests (H '= 4.36 nats.ind-1). The high Pielou equability index (J’ = 0.87) and the multivariate analyzes (cluster analysis and DCA) showed high floristic heterogeneity in the community. In a complementary way, the presence of rare species of the MG flora and nationally threatened species (Ocotea odorifera, Virola bicuhyba, Dicksonia sellowiana) evidences the area as an important conservation area of biodiversity in the urban landscape.
Keywords: Conservation unit; Diversity; Phytossociology; Zona da Mata
1 INTRODUÇÃO
Historicamente, pesquisas em florestas tropicais dedicavam-se principalmente a florestas primárias (CHAZDON et al., 2009). Contudo, os estudos em florestas secundárias que regeneram de áreas antigamente cultivadas têm crescido nos últimos anos (CHAZDON et al., 2009); HOBBS; HIGGS; HALL, 2013; ROZENDAAL et al., 2019; MATOS et al., 2020). Os pequenos fragmentos de florestas secundárias, embora não sejam capazes de substituir a complexa biodiversidade das florestas primárias, podem oferecer habitat para várias espécies florestais, além de compensar parcialmente as emissões de carbono atmosférico (PAN et al., 2011), bem como oferecer recursos e serviços ecossistêmicos (PYLES et al., 2020; BORGES et al., 2020).
A estrutura de florestas secundárias é dinâmica e produz inúmeras combinações ambientais que favorecem populações distintas de plantas e animais (MCKINNEY, 2002). Sua composição florística pode variar de acordo com o histórico da área, uso, proximidade com fonte de propágulos, natureza das intervenções, ocupação e tipo de solo (BROWN; LUGO, 1990). No decorrer dos anos, esses fatores associados podem causar mudanças na composição, na fisionomia e na estrutura da floresta (ELIAS et al., 2020). Por isso, a fase inicial da sucessão é uma das mais importantes, porque integra um conjunto florístico que possibilitará novas etapas do processo sucessional (CHAZDON et al., 2009).
Em alguns casos, as florestas secundárias chegam a apresentar maior riqueza e diversidade de espécies que as florestas maduras, decorrente em parte de um processo de estabilização do sistema, que pode durar em teoria até 80 anos (BROWN; LUGO, 1990; CHAZDON et al., 2009; CHAZDON, 2012). O manejo adequado de florestas secundárias é um ponto crucial para incrementar a conservação da biodiversidade, mas entender o processo de sucessão e dinâmica florestal é bastante complexo (ARROYO-RODRÍGUEZ et al., 2017; ROZENDAAL et al., 2019). Ao longo do tempo, aumenta-se a heterogeneidade espacial e a densidade, área basal, altura e abertura de dossel passam a variar em curta distância. Tais variações ocorrem devido a constantes distúrbios que alteram o microclima florestal, tais como: queda de árvores e pontos de erosão (LETCHER; CHAZDON, 2009; ARROYO-RODRÍGUEZ et al., 2017). Dessa forma, as florestas secundárias, além de cada vez mais comuns, são o que, de fato, restaram da biodiversidade tropical, principalmente no Brasil, despertando o interesse em seu conhecimento e conservação dos pesquisadores de diversas áreas, principalmente da ecologia vegetal (ARROYO-RODRÍGUEZ et al., 2017).
O município de Juiz de Fora, terceira maior cidade do estado de Minas Gerais, possui grandes fragmentos de Floresta Atlântica interiorana (Floresta Estacional Semidecidual, sensuIBGE, 2012), cuja estrutura fitossociológica vem sendo estudada nos últimos anos (FONSECA; CARVALHO, 2012; BRITO; CARVALHO, 2014; OLIVEIRA-NETO et al., 2017; SANTANA et al., 2019). Outros estudos com listagens completas (todas as formas de vida) ou com grupos específicos também foram realizados em alguns destes remanescentes (GARCIA, 2007; PIFANO et al., 2007; SILVA et al., 2020).
Tais trabalhos têm evidenciado que a flora do município, em relação à sua composição florística, é transitória entre formações ombrófilas e semideciduais, reforçando a vocação de corredor ecológico da Floresta Atlântica para a região (DRUMMOND et al., 2005). Mesmo com esse recente conhecimento, alguns importantes fragmentos da cidade ainda não haviam sido estudados. O principal deles é o Parque Natural Municipal da Lajinha, importante área de lazer e recreação. Por tratar-se de uma unidade de conservação municipal, localizada entre outros dois importantes fragmentos florestais da cidade, o Morro do Imperador e a mata de Santa Cândida, o conhecimento sobre sua flora arbórea tornou-se iminente. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo analisar a composição, estrutura e diversidade do componente arbóreo do remanescente florestal urbano do Parque Natural Municipal da Lajinha, em Juiz de Fora, Minas Gerais.
2 MATERIAL E MÉTODOS
2.1 Área de estudo
O presente estudo foi desenvolvido em um remanescente florestal urbano na Zona da Mata Mineira, em uma área denominada Parque Natural Municipal da Lajinha (coordenadas: longitude 667838.41 m E; latitude 7589302.80 m S), no município de Juiz de Fora, Minas Gerais, Brasil.
O clima da região é do tipo Cwa (subtropical de altitude), com duas estações bem marcadas: verão quente e chuvoso e inverno frio e seco. A pluviosidade média anual é próxima a 1.500 mm e a média térmica anual varia em torno de 19°C (FONSECA; CARVALHO, 2012). O solo predominante na região é o Latossolo Vermelho Amarelo Distrófico, segundo a Fundação Estadual do Meio Ambiente (FEAM, 2013), com relevo formado por gnaisses e granitos, com altitude variando entre 721 a 970 metros e declividade (%) variando entre o plano (<6%) e o escarpado (>75%).
A cobertura vegetal do Parque da Lajinha é caracterizada pela Floresta Estacional Semidecidual Montana, de acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE, 2012). A antiga Fazenda da Lajinha, com aproximadamente 88 hectares, foi desapropriada em 1978 e declarada área de utilidade pública pelo Decreto de Lei 2.115/78. Recebeu a denominação Parque Natural Municipal da Lajinha em 2012, a partir do Decreto de Lei 11.266/2012. Originalmente, era um contínuo florestal, formado pelas matas do Campus da Universidade Federal de Juiz de Fora, Fazenda Santa Cândida e Morro do Imperador, fragmentos florestais situados na cidade de Juiz de Fora (FONSECA; CARVALHO, 2012). A área do remanescente florestal do presente trabalho possui aproximadamente 40 ha e vem regenerando naturalmente de distúrbios de menor intensidade (corte seletivo e caça) a aproximadamente 80 anos.
2.2 Amostragem
Para a amostragem da vegetação arbórea, foram alocadas 25 parcelas de 20 x 20 m, totalizando um hectare amostral. Todas as parcelas foram georreferenciadas com o uso de GPS e marcadas nos vértices para se tornarem parcelas permanentes, possibilitando remedições úteis a futuros estudos de dinâmica da comunidade arbórea. A alocação seguiu um padrão aleatório dentro das possibilidades do terreno. As áreas onde a vegetação era de capoeira ou apresentavam locais muito íngremes (com afloramentos de granito-gnaisse) não foram contempladas com amostras.
Em cada parcela, os indivíduos arbóreos com DAP ≥ 5 cm (diâmetro à altura do peito = 1,30 cm acima do nível do solo), vivos e mortos em pé, foram mensurados e marcados com plaquinhas de alumínio. A identificação das árvores mensuradas foi feita em campo quando a espécie era conhecida, quando não, procederam-se as coletas para posterior identificação em herbário. O material botânico coletado foi devidamente herborizado, com respectivo número do coletor, e as amostras férteis estão aguardando incorporação à coleção do herbário da Universidade Federal de Juiz de Fora (CESJ). Outras coleções também foram consultadas, pois continham exsicatas das espécies arbóreas amostradas, coletadas em oportunidades anteriores. As identificações foram feitas por comparação, no herbário, além do auxílio de taxonomistas. A classificação das famílias seguiu o APG IV (APG, 2016) e a sinonímia das espécies foi verificada na Lista de Espécies da Flora do Brasil 2020 (BFG, 2015). Para os critérios de conservação das espécies, como as ameaçadas de extinção, seguiu-se o livro vermelho da flora do Brasil (MARTINELLI; MORAES, 2013).
2.3 Análise dos dados
Para descrever a comunidade arbórea, foram calculados os parâmetros fitossociológicos de riqueza de espécies (S), densidade absoluta (DA), área basal total e individual (ABt e Abi), frequência relativa (FR), densidade relativa (DR), dominância relativa (DoR), valor de importância (VI = FR + DR + DoR) e %VI das espécies (KENT; COKER, 1992). A distribuição dos indivíduos por classes diamétricas foi representada em histograma com intervalos fixos de 5 cm de diâmetro.
A diversidade de espécies foi expressa de acordo com o índice de Shannon (H’), que leva em consideração a densidade das espécies, transformadas em logaritmo, dando mais peso as de menor densidade, que são raras na amostragem (MAGURRAN, 2004). O índice de equabilidade de Pielou (J), calculado com base no índice de Shannon (H’), foi utilizado para estimar a uniformidade de espécies na comunidade arbórea.
Para análise da heterogeneidade da comunidade (espécies nas parcelas) foi utilizada a Análise de Correspondência Distendida (DCA), técnicas multivariadas de ordenação, seguindo os pressupostos de Felfili et al. (2011).
Os cálculos dos parâmetros fitossociológicos e histogramas de distribuição de diâmetros foram realizados no software Microsoft Office Excel® 2010. As análises de diversidade e multivariadas foram realizadas no software PAST version 3.0 (HAMMER; HARPER; RYAN, 2001).
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.1 Composição florística e fitossociológica
Foram amostrados 1393 indivíduos vivos, totalizando 155 espécies pertencentes a 51 famílias e 100 gêneros (Tabela 1). Entre as famílias com maior riqueza de espécies estão Fabaceae (23), Myrtaceae (14), Lauraceae (11), Euphorbiaceae (8), Sapindaceae (7), Meliaceae (5), Monimiaceae (5) e Rubiaceae (5). O gênero Eugenia foi o de maior riqueza com sete espécies, seguido pelos gêneros Nectandra e Ocotea, ambos com cinco.
As famílias mais representativas deste estudo estão de acordo com os padrões florísticos encontrados por Oliveira-Filho et al. (2006), onde foram apontadas dentre as mais ricas no domínio da floresta estacional neotropical. O número elevado de espécies de Myrtaceae e Lauraceae, cada qual possuindo uma espécie entre as cinco com maior valor de importância (VI), é fundamental enquanto fonte de recursos para a fauna local (TABARELLI et al., 2005). As espécies consideradas raras na amostragem são também típicas de formações semideciduais em Minas Gerais (OLIVEIRA-FILHO et al., 2006), reforçando a classificação da mata do Parque Natural Municipal da Lajinha como Floresta Estacional Semidecidual (IBGE, 2012).
As cinco espécies de maior VI, quando somadas, possuem 18,08% do total; 21,26% de DR, 11,45% da FR e 21,57% da DoR. As espécies Nectandra nitidula (5,00% do VI), Eugenia hiemalis (4,20%) e Bathysa australis (3,32%) ocuparam as primeiras posições da tabela fitossociológica por possuírem alta DA (70, 96 e 70 indivíduos, respectivamente). As espécies Virola bicuhyba Warb (2,90%) e Alchornea triplinervia (2,67%) se destacaram por suas áreas basais (1,08 e 1,35 m².ha-¹, respectivamente). Notou-se que essas duas espécies apresentaram menor densidade absoluta, se comparada com as três primeiras de maior VI, porém, assumiram o quarto e quinto lugares, devido a elevada área basal como mencionado.
O balanço no ranking das primeiras espécies com maior Valor de Importância (VI) evidencia que não há predomínio de espécies na comunidade. A espécie Nectandra nitidula, com maior valor de importância (VI) e DoR da comunidade, é uma espécie endêmica do Brasil e de ampla distribuição no território nacional (BFG, 2015). É uma espécie secundária inicial de ciclo de vida longo e com dispersão zoocórica (OLIVEIRA-FILHO; SCOLFORO, 2008). A segunda espécie em VI, Eugenia hiemalis, não é comumente encontrada nas florestas da região. Também é uma secundária inicial de ciclo de vida longo, com dispersão zoocórica (OLIVEIRA-FILHO; SCOLFORO, 2008). Destacou-se pela elevada densidade, mas reduzida área basal, indicando menor porte dos indivíduos, portando-se como característica de sub-bosque. A terceira espécie em VI na amostragem, Bathysa australis, também é uma secundária inicial com dispersão zoocórica (OLIVEIRA-FILHO; SCOLFORO, 2008). Apresentou elevada densidade, sendo a maioria de pequeno porte (DAP < 20 cm) destacando-se como estruturadora de sub-bosque. A quarta espécie em VI, Virola bicuhyba, é uma secundária tardia com dispersão zoocórica (OLIVEIRA-FILHO; SCOLFORO, 2008) que se destacou pela elevada área basal dos seus indivíduos, algumas vezes emergentes, demonstrando ser estruturadora de dossel. Por último, Alchornea triplinervia, espécie pioneira de ciclo de vida longo, se destacou pela elevada área basal demonstrando ser uma antiga colonizadora que contribui na estruturação do dossel.
Segundo critérios de raridade de Martins (1991), 36 espécies foram consideradas raras na amostragem, perfazendo 23,23% da riqueza total. Quanto aos critérios de conservação, cinco espécies se enquadraram como ameaçadas de extinção, segundo critérios do Livro vermelho da flora do Brasil (MARTINELLI; MORAES, 2013): Ocotea odorifera, Virola bicuhyba e Dicksonia sellowiana, encontram-se na categoria EM (“em perigo”), que abrange espécies com elevado risco de extinção na natureza; Euterpe edulis encontra-se na categoria VU (“vulnerável”), que abrange espécies com moderado risco de extinção na natureza; por fim, Xilopia brasiliensis encontra-se na categoria NT (“quase ameaçada”), que abrange espécies suscetíveis à ameaça num futuro próximo.
Dentre as 155 espécies encontradas, observou-se que quatro não são comumente relatadas em estudos da região, dentre as quais está Virola bicuhyba, com o quarto maior VI da comunidade, além de três raras na amostra: Coussapoa microcarpa, uma espécie Clímax que apresentou dois indivíduos, e Zollernia ilicifolia e Porouma guianensis, ambas com apenas um indivíduo na amostra. Essas quatro espécies são enquadradas na categoria de ocorrência “rara” na flora de Minas Gerais, segundo dados do Inventário Florestal de Minas Gerais (OLIVEIRA-FILHO; SCOLFORO, 2008).
3.2 Estrutura
Os 1393 indivíduos vivos amostrados apresentaram área basal total de 28,91 m².ha-¹. Os 146 indivíduos mortos em pé representaram 9,49% da comunidade arbórea amostrada, com área basal de 2,43 m².ha-¹ (8,41% do total).
A área basal encontrada foi uma das maiores já relatadas para as florestas urbanas do município. O valor foi superior ao encontrado em áreas do Jardim Botânico da Universidade Federal de Juiz de Fora, 20,46 m².ha-1 (FONSECA; CARVALHO, 2012) e 20,87 m².ha-1 (BRITO; CARVALHO, 2014). Esses valores estão dentro daqueles encontrados para florestas secundárias da Floresta Atlântica, onde há aumento progressivo desse parâmetro durante o processo de sucessão ecológica. Isso pode ser indício de maturidade da floresta ou retrato de indivíduos relictuais, remanescentes de floresta primária (CHAZDON, 2012). Estudos sobre dinâmica e funcionalidade, baseados nas remedições das parcelas permanentes, podem ajudar a esclarecer essa questão.
Os indivíduos mortos em pé mensurados representaram uma porcentagem baixa se comparado com os outros estudos nas florestas secundárias urbanas de Juiz de Fora: 17,5% (FONSECA; CARVALHO 2012) e 15,2% (BRITO; CARVALHO, 2014). Como a mortalidade é um processo natural advindo da competição por recursos, e considerando que as outras florestas utilizadas na comparação são mais impactadas e dominadas por espécies pioneiras na região, tal resultado surge como um indicativo de uma sucessão ecológica mais avançada (CHAZDON, 2012).
A comunidade arbórea apresentou um padrão de distribuição de classes diamétrica em formato “J-reverso” (Figura 1), no qual a maioria dos indivíduos da comunidade se encontra nas primeiras classes de diâmetro, diminuindo gradativamente em relação às classes superiores. As espécies emergentes com indivíduos de maiores diâmetros foram Anadenanthera colubrina (102 cm), Alchoenea triplinervea (85 cm) e Vochysia tucanorum (84 cm).
Distribuição dos indivíduos por classe de diâmetro (cm) na comunidade arbórea do Parque Natural
De acordo com o gráfico das classes diamétricas da comunidade, cerca de metade dos indivíduos (53%) esteve presente na primeira classe de diâmetro (7,5 cm). Nota-se que em relação aos indivíduos mortos, 57% encontram-se na primeira classe de diâmetro, mostrando o elevado grau de competição para indivíduos que se encaixam nesta classe. O grau de exclusão competitiva e a riqueza da comunidade estão diretamente relacionados, uma vez que a sucessão da floresta ocorre na disputa dos recursos disponibilizados e, embora as espécies arbóreas necessitem dos mesmos recursos (água, luz e nutrientes), a relação de como cada uma vai interagir com a topografia e as variações de abertura de dossel durante o processo de sucessão da floresta também influencia no estabelecimento da espécie (CHAZDON, 2012).
3.3 Diversidade e heterogeneidade
O valor do índice de diversidade de espécies de Shannon foi H’ = 4,37 nats. ind.-¹, enquanto o valor da equabilidade de Pielou encontrado foi J = 0,87.
O valor de H’ encontrado foi um dos mais altos registrados para florestas de Juiz de Fora e entorno, que variam entre H’ = 4,29 nats.ind-1, em uma Unidade de Conservação, na Reserva Biológica Municipal da Santa Cândida (GARCIA, 2007), a H’ = 2,82 nats.ind-1, em um trecho de floresta secundária na Mata do Krambeck (FONSECA; CARVALHO, 2012). Em estudos de florestas semideciduais na região de Tiradentes, em trechos melhor preservados, os valores de H’ variam entre H’ = 3,18 nats.ind-1 e H’ = 4,47 nats.ind-1 (GONZAGA et al., 2008). Além da elevada riqueza registrada no presente trabalho, essa amplitude de valores para o índice de diversidade nas florestas comparadas pode ser explicada pela diferença entre os seus estágios sucessionais, falta de padronização das amostragens, esforço de coleta, identificação taxonômica e certamente pelas diferenças florísticas naturais de cada comunidade estudada (MAGURRAN, 2004; CHAZDON, 2012).
O valor de equabilidade indica que 87% da diversidade máxima hipotética foi alcançada (MAGURRAN, 2004), evidenciando baixa dominância ecológica devido a uma forte heterogeneidade da comunidade arbórea. Esse valor está muito próximo aos valores encontrados por Gonzaga et al. (2008), J’ = 0,89, e Valente et al. (2011), J’ = 0,86, para estudos realizados em florestas preservadas de Minas Gerais.
A DCA mostrou a presença de um gradiente ambiental considerável (Figura 2), com elevado autovalor (> 0,3) em ambos os eixos, conforme critérios para florestas tropicais (FELFILI et al., 2011). A dispersão das parcelas no diagrama, com poucos agrupamentos, reforça a ideia de substituição (turnover) de espécies na comunidade, justificando a elevada heterogeneidade encontrada (FELFILI et al., 2011).
Diagrama de ordenação (DCA) das parcelas na comunidade arbórea do Parque Natural Municipal da Lajinha, Juiz de Fora (MG)
Conforme a sucessão avança, a heterogeneidade florística aumenta, podendo assemelhar a composição de espécies de florestas secundárias maduras (CHAZDON, 2012). Outro fator que pode incrementar a heterogeneidade florística é a casualidade do processo sucessional em florestas secundárias (OLIVEIRA-FILHO; FONTES, 2000). Portanto, a elevada heterogeneidade interna observada corrobora o padrão esperado para florestas em estágios mais avançados de sucessão.
4 CONCLUSÕES
A comunidade apresentou alto acúmulo de área basal e alta heterogeneidade florística. A presença de espécies raras para a flora do Estado de Minas Gerais, a disponibilidade de recursos para a fauna regional e o alto índice de diversidade encontrado mostram o potencial biológico do remanescente florestal do Parque Natural Municipal da Lajinha, área relictual da flora original, e reforçam a necessidade urgente de sua adequação para se tornar Unidade de Conservação nos termos oficiais, garantindo assim a continuidade do seu patrimônio biológico.
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Agradecimentos
Agradecemos ao PGECOL-UFJF pelo apoio logístico; à equipe do Laboratório de Ecologia Vegetal e do herbário CESJ (UFJF) pela ajuda nos trabalhos de campo e identificação botânica; à Prefeitura de Juiz de Fora e a administração do Parque Natural da Lajinha pela permissão dos trabalhos de campo; à FAPEMIG (Processo APQ 04438/10) pelo apoio financeiro; à CAPES pela concessão da bolsa de Mestrado ao primeiro autor. Ao CNPq pela bolsa de Produtividade em Pesquisa concedida a F.A. Carvalho.
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Apresentação
Este trabalho é resultante da Dissertação de Mestrado do primeiro autor junto ao Programa de Pós-graduação em Ecologia da Universidade Federal de Juiz de Fora (PGECOL-UFJF).
Datas de Publicação
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Publicação nesta coleção
28 Nov 2022 -
Data do Fascículo
Jul-Sep 2022
Histórico
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Recebido
27 Ago 2018 -
Aceito
03 Ago 2021 -
Publicado
22 Set 2022
Fonte: Autores (2021)
Fonte: Autores (2021)