A riqueza e composição de formigas como indicadores dos efeitos do manejo florestal de baixo impacto em floresta tropical no estado do Acre

Richness and composition of ants as indicators of the reduced impact logging in tropical forest in the state of Acre

A riqueza e composição de formigas como indicadores dos efeitos do manejo florestal de baixo impacto em floresta tropical no estado do Acre

Richness and composition of ants as indicators of the reduced impact logging in tropical forest in the state of Acre

Patricia Nakayama Miranda^I; Elder Ferreira Morato^II; Marco Antonio Oliveira^III; Jacques Hubert Charles Delabie^IV

^IInstituto Federal de Ciência e Tecnologia do Acre. Universidade Federal do Acre.E-mail: <[e-mail]>

^IIUniversidade Federal do Acre, Centro de Ciências Biológicas e da Natureza. E-mail: <[e-mail]>

^IIIUniversidade Federal de Viçosa, Campus de Florestal, Brasil. E-mail: <[e-mail]>

^IVUniversidade Federal da Bahia, Brasil. E-mail: <[e-mail]>

RESUMO

A sustentabilidade da extração madeireira seletiva depende de avaliações de impacto e monitoramento dos fatores abióticos, vegetação e fauna. Os objetivos deste trabalho foram estimar e comparar a riqueza e composição de formigas em área de manejo florestal sustentável de baixo impacto, no Projeto de Assentamento Chico Mendes, no Acre. As coletas foram realizadas com armadilhas pitfall e extrator de Winkler, em 30 parcelas de 10 x 10 m. As parcelas foram igualmente distribuídas em três tratamentos: (1) manejo - base de árvores exploradas em 2007; (2) queda natural - base de árvores caídas naturalmente em área não manejada; e (3) controle - parcela sem queda de árvore na mesma área não manejada. Para a caracterização da vegetação, foram tomadas medidas das variáveis: densidade arbórea e arbustiva, área basal arbórea e de árvores caídas, espessura de serapilheira e cobertura de dossel. A densidade arbórea foi significantemente maior no tratamento controle que no manejo. Diferenças significativas foram encontradas em cobertura de dossel entre os tratamentos controle e manejo e controle e queda natural. Foram coletadas 88 espécies de formigas, distribuídas em sete subfamílias. Não houve diferença na riqueza de espécies entre os tratamentos. Embora menor similaridade tenha sido encontrada entre os tratamentos manejo e controle, não foram observadas grandes diferenças na composição entre eles. Esses resultados indicaram que, nessa área, a atividade de extração madeireira de baixo impacto não afetou a assembleia de formigas, portanto, funcionalmente, essa forma de manejo não acarretou alterações no ecossistema em relação aos serviços associados às formigas.

Palavras-chave: Baixo impacto, Composição e conservação, Formigas e manejo florestal.

ABSTRACT

The sustainability of selective logging depends on impact assessments and monitoring of abiotic factors, vegetation and fauna. In this study, the richness and composition of ants were estimated and compared in forest submitted to reduced-impact logging techniques in Acre, Brazil. Ants were collected with pitfall traps and Winkler extractor method, in 30 plots of 10 x 10 m. Plots were equally distributed in three treatments: (1) logged - base of trees explored in 2007, (2) natural fall - base of naturally fallen trees in unlogged forest (3) control - a plot without falling tree in the same unlogged forest. Variables such as shrub and tree density, basal area of trees and fallen trees, leaf litter thickness and canopy coverage were estimated to characterize the vegetation. Tree density was significantly higher in the control than in the logged treatments. Significant differences were found for canopy cover between control and logged treatments and control and natural fall treatments. A total of 88 ant species belonging to seven subfamilies were collected. Richness of ants did not differ among treatments. Although lower similarity was found between management and control treatments, there were no major differences in composition between them. These results indicate that for this area, the activity of low-impact logging did not affect the assembly of ants. Therefore, this type of management has not resulted in changes in the ecosystem in relation to services associated with ants.

Keywords: Ants and logging, Composition and conservation, Reduced-impact.

1. INTRODUÇÃO

O manejo florestal sustentável é prática que vem sendo cada vez mais utilizada com a finalidade de conservar os recursos naturais (SCHROTH et al., 2004). Johns (1997) relatou a utilização desse tipo de manejo com o objetivo de conciliar o uso de recursos naturais e a conservação das florestas tropicais.

O objetivo do manejo florestal sustentável é desenvolver técnicas de redução do impacto que consigam equivalência entre a extração da madeira e a dinâmica natural das florestas. A morte das grandes árvores de dossel ocorre naturalmente por senescência ou catástrofes ambientais (COLLINS et al., 1985), sendo estes padrões de mortalidade diretamente responsáveis pela composição e estrutura da floresta (RUNKLE, 1985).

As técnicas de redução de impacto, utilizadas no manejo florestal sustentável, diminuem até 50% os efeitos negativos da atividade de exploração (PUTZ, 2008). Essas técnicas vêm sendo discutidas há mais de 40 anos, desde a criação do Código Florestal Brasileiro em 1965 (BARRETO et al., 1998), e envolvem práticas como o corte de cipós, um ou dois anos antes da extração madeireira, a fim de evitar maiores danos às árvores interconectadas por estes à árvore explorada (VIDAL et al., 1997), o direcionamento da queda e inventários preliminares para reduzir a densidade de trilhas de arraste (FELTON et al., 2006).

Uma vez implantadas formas alternativas de manejo de florestas, são necessários o estudo e monitoramento da vegetação e também dos animais, a fim de determinar os níveis de impacto da atividade florestal no ambiente. Muitos trabalhos têm demonstrado ser fundamental a avaliação e monitoramento em longo prazo da vegetação, através dos estudos sobre estrutura, regeneração, fenologia, composição florística e autoecologia (PEREIRA et al., 2001; MARQUES; JOLY, 2000; MARTINS et al., 2003; OLIVEIRA et al., 2005; FELTON et al., 2006; PENÃ-CLAROS et al., 2008). Outros fatores ambientais e disponibilidade de recursos, como água, nutrientes, textura do solo, topografia e incidência luminosa (VAN DEN BERG; OLIVEIRA, 1999; CLARK et at., 1999; LLOYD et al., 2002; GUNATILLEKE et at., 2006; KWON et al., 2007; ZUQUIM et al., 2007), devem ser considerados, uma vez que afetam direta e indiretamente os padrões populacionais de espécies de plantas e animais. A fauna, por sua vez, pode ser avaliada, através de estudos sobre abundância, riqueza, composição, padrão de atividade e dieta (JOHNS, 1991; VASCONCELOS, 2000; PINTO et al., 2003; AZEVEDO-RAMOS et al., 2006).

As formigas têm sido usualmente empregadas como bioindicadores, respondendo às alterações antrópicas como fragmentação florestal (CARVALHO; VASCONCELOS, 1999; VASCONCELOS et al., 2006; SOBRINHO; SCHOREDER, 2007), fogo (YORK, 2000; RATCHFORD, 2005; VASCONCELOS et al., 2008) e extração madeireira (VASCONCELOS et al., 2000; DUNN, 2004; AZEVEDO-RAMOS et al., 2006).

O uso do grupo como bioindicador intensifica-se devido ao fato de apresentarem taxonomia bem conhecida, facilidade de amostragem, ampla distribuição geográfica e grande riqueza local e regional (BROWN JR., 1989; OLIVEIRA; DELLA LUCIA, 1992; ALONSO; AGOSTI, 2000; AZEVEDO-RAMOS et al., 2005; OLIVEIRA et al., 2009), além de desempenharem importantes funções nos ecossistemas florestais (BROWN JR., 1989; AGOSTI et al., 2000). Esses insetos, por exemplo, participaram da pedogênese, contribuindo com o enriquecimento e aeração do solo (FARJI-BRENER; ILLES, 2000). São predadores de vários artrópodes (YAMAGUCHI; HASEGAWA, 1996), constituem o item alimentar mais importante da dieta de vários animais (BELTZER, 1987) e, ainda, podem influenciar diretamente na distribuição de sementes no solo (PIZO et al., 2005).

Em áreas de manejo florestal, o estudo de formigas tem se mostrado ferramenta promissora no processo de avaliação de impactos ambientais (VASCONCELOS et al., 2000; DUNN, 2004; AZEVEDO-RAMOS et al., 2006; DELABIE et al., 2006). Dessa forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a riqueza e composição da fauna de formigas em clareiras naturais e provocadas pela remoção de árvores em uma área de manejo florestal de baixo impacto na Amazônia brasileira.

2. MATERIAL E MÉTODOS

2.1. Área de estudo

O trabalho foi realizado no Projeto de Assentamento Agroextrativista (PAE) Chico Mendes, Município de Xapuri, Sudeste do Estado do Acre, região ocidental da Amazônia brasileira. A principal base econômica do PAE Chico Mendes é a exploração agroextrativista, sendo os principais recursos do extrativismo a castanha (Bertholletia excelsa), o látex (Hevea brasiliensis) e a madeira através do manejo florestal de baixo impacto (ACRE, 2006).

O PAE tem aproximadamente 90% de sua área coberta por florestas (COOPEAGRO, 2001), constituídas pelas seguintes tipologias: (1) Floresta aberta dominada por bambus; (2) Floresta aberta com palmeiras; e (3) Floresta densa (ACRE, 2006). O clima da região é o equatorial quente e úmido caracterizado por altas temperaturas (média de 24 ºC e máxima em torno de 32 ºC), elevados índices de precipitação e alta umidade relativa do ar (ACRE, 2006).

2.2.Amostragem e coleta dos dados

As coletas de formigas foram realizadas em 2009, em duas áreas do PAE Chico Mendes, uma área de manejo florestal de baixo impacto, explorada em 2007 com intensidade de 5,7 m³/ha (10º53'S 68º21'W), e uma área com floresta nativa sem nenhuma interferência antrópica (10º54'S 68º22'W). Também, foram realizadas amostragens de variáveis da estrutura da floresta, com o objetivo de investigar os efeitos do manejo florestal sobre parâmetros fitossociológicos (MARTINS et al., 2003).

Para a coleta das formigas e amostragem da estrutura da vegetação, estabeleceram-se 30 parcelas de 10 x 10 m (100 m²). Dessas, 10 foram instaladas na base de árvores exploradas em 2007, por meio de técnicas de redução de impacto, 10 na base de árvores que sofreram queda natural em uma área não manejada e as outras 10 no sub-bosque (área sem queda de árvore) da mesma área não manejada. Para garantir a independência das amostras para a coleta de formigas e considerando que as unidades amostrais não foram equidistantes, foi respeitado um intervalo mínimo de 40 m entre parcelas.

Estrutura da vegetação - As amostragens da estrutura da vegetação foram realizadas em cada uma das parcelas de 100 m². Em todas as árvores com CAP 10 >cm, foram tomados dados de circunferência a 1,30 m do solo para posterior cálculo da área basal. Todos os troncos caídos com DAP > 10 cm tiveram seus DAPs mensurados para posterior cálculo da área da secção transversal. Foram tomadas 20 medidas de espessura (cm) de serapilheira, em intervalos de 0,5 m, transversalmente à queda das árvores. A partir dessas medidas, foi calculada a média da espessura de serapilheira na parcela. Também foram tomadas cinco medidas de cobertura de dossel, com o auxílio de densiômetro esférico de copa, para a estimativa da porcentagem média de cobertura. No centro de cada parcela foi estabelecida uma subparcela de 1 x 5 m, e todas as plantas entre 0,50 e 2,0 m de altura foram contadas.

Coleta de formigas - As coletas de formigas foram realizadas com armadilhas de queda do tipo pitfall (LOPES; VASCONCELOS, 2008; OLIVEIRA et al., 2011) e com o extrator de Winkler (BESTELMEYER et al., 2000; FISHER et al., 2000). No centro de cada parcela de 10 x 10 m (100 m²), colocou-se uma armadilha pitfall, e efetuou-se a coleta de 1 m² de serapilheira. As formigas coletadas foram triadas, morfotipadas e identificadas em nível de espécie, quando possível, com o auxílio de chave taxonômica (HÖLLDOBLER; WILSON, 1990; FERNÁNDEZ, 2003; WILSON, 2003) e de uma coleção de referência baseada em estudo anterior (OLIVEIRA et al., 2009).

2.3.Análise dos dados

As comparações das variáveis da estrutura da vegetação considerando os três tratamentos (manejo, queda natural e controle) foram realizadas pelo teste não paramétrico de Kruskal-Wallis (SIEGEL; CASTELLAN, 1988).

Todas as análises envolvendo formigas contemplaram os dois métodos de coleta conjuntamente. Para comparação da riqueza entre os tratamentos, também foi utilizado o teste não paramétrico de Kruskal-Wallis (SIEGEL; CASTELLAN, 1988). A frequência de ocorrência das espécies foi adotada, tanto para os cálculos de abundância quanto para o do índice de diversidade de Shannon-Wiener (H') (MAGURRAN, 2004).

A similaridade entre os tratamentos em relação à composição de formigas foi calculada pelo índice de similaridade de Bray-Curtis (LUDWIG; REYNOLDS, 1988). Posteriormente, os tratamentos foram comparados visualmente sob a forma de um dendrograma obtido pelo método UPGMA. A similaridade entre as 10 parcelas dentro de cada tratamento foi calculada pelo índice de similaridade de Jaccard (MAGURRAN, 2004).

Todas as variáveis adotadas para caracterização da vegetação em cada parcela foram correlacionadas com a respectiva riqueza de formigas, através do coeficiente de correlação de Pearson. Para a realização das análises, foram empregados os programas BioEstat 5.0 e BioDiversity Professional 2.0.

3. RESULTADOS

A densidade arbórea foi significativamente maior no tratamento-controle que no tratamento manejo (Kruskal-Wallis; H = 7,42; g.l.= 2; p = 0,0245). Diferenças significativas também foram encontradas para cobertura de dossel (Kruskal-Wallis; H = 132,93; g.l. = 2; p = 0,0013), com o tratamento-controle apresentando maior porcentagem média (82,5% ± 3,2), quando comparado com queda natural (71,7% ± 7,6) e manejo (76,6% ± 5,8). Não foram obtidas diferenças significativas de densidade arbustiva (Kruskal-Wallis; H = 4,99; g.l. = 2; p = 0,827), área basal arbórea (Kruskal-Wallis; H = 14,35; g.l. = 2; p = 0,488), área da secção transversal de árvore caída (Kruskal-Wallis; H = 31,78; g.l. = 2; p = 0,2042) e espessura da serapilheira (Kruskal-Wallis; H = 0,74; g.l. = 2; p = 0,6908).

No total foram coletadas 2.573 formigas, distribuídas em 88 espécies e sete subfamílias (Tabela 1). Nas coletas com pitfall foram coletadas 572 formigas, 50 espécies e sete subfamílias: Myrmicinae (50% das espécies); Ponerinae (18%); Formicinae (16%); Ectatomminae (6%); Dolichoderinae (4%); Pseudomyrmecinae (4%); e Ecitoninae (2%). Pelo método de extrator de Winkler, foram coletadas 2.001 formigas, distribuídas em 68 espécies pertencentes a sete subfamílias, sendo elas: Myrmicinae (63,2%), Ponerinae (11,8%), Formicinae (8,8%), Ectatomminae (8,8%), Dolichoderinae (1,5%), Pseudomyrmecinae (1,5%) e Ecitoninae (1,5%).

Em todos os tratamentos, a riqueza foi igual a 56 espécies. Mesmo quando as comparações foram realizadas em nível de subfamílias, não se observaram diferenças significativas (Figura 1): (1) Myrmicinae, H = 1,14; g.l. = 2; p = 0,5644; (2) Formicinae, H = 1,21; g.l. = 2; p = 0,5466; (3) Dolichoderinae, H = 0,19; g.l. = 2; p = 0,9067; (4) Ectatomminae, H = 1,61; g.l. = 2; p = 0,6944; (5) Ponerinae, H = 0,29; g.l. = 2; p = 0,8668, (6) Ecitoninae, H = 0,19; g.l. = 2; p = 0,9078; (7) Pseudomyrmecinae, H = 0,19; g.l. = 2; e p = 0,9074). Os índices de Shannon-Wiener calculados indicaram que também não existe diferença entre os tratamentos, no que diz respeito à diversidade: (1) manejo H' = 3,79; e (2) queda natural H' = 3,74 e controle H' = 3,76).

A partir dos índices de similaridade de Bray-Curtis foi possível verificar que os tratamentos queda natural e manejo são mais similares em relação à composição de formigas (% de similaridade = 69,5), que queda natural e controle (% de similaridade = 63,0) e manejo e controle (% de similaridade = 60,3) (Figura 2). De acordo com o índice de Jaccard, o tratamento manejo apresentou menor similaridade entre suas parcelas (16,4 ± 6,6) que os tratamentos queda natural (22,5 ± 4,9) e controle (23,9 ± 7,4).

Das variáveis utilizadas para avaliar a estrutura da vegetação, apenas a serapilheira apresentou correlação com a riqueza de formigas (r Pearson = 0,38; g.l. = 28; p = 0,03) (Tabela 2 e Figura 3), sendo esta variável ambiental preditora da riqueza (y = 1,4x + 10,7; F = 4,72; g.l. = 29; r² = 0,14; e p = 0,0362).

4. DISCUSSÃO

Das variáveis ambientais avaliadas, apenas densidade arbórea e cobertura de dossel apresentaram alterações significativas entre os tratamentos. Diminuição na densidade arbórea decorrente de atividades de manejo florestal de baixo impacto também foi encontrada por Felton et al. (2006), em estudo realizado na Amazônia boliviana. No Pará, menor porcentagem de cobertura de dossel foi encontrada em áreas de extração madeireira convencional, em comparação com áreas de manejo florestal de baixo impacto (PEREIRA et al., 2001). Souza et al. (2005), estudando danos no dossel decorrentes de atividades madeireiras no Mato Grosso, encontraram diferenças significativas de cobertura de dossel entre áreas de floresta intacta e de extração madeireira convencional. Porém, não foram encontradas diferenças nessa variável entre floresta intacta e áreas de manejo florestal de baixo impacto. Cabe ressaltar ainda que, no caso deste trabalho, a porcentagem de cobertura de dossel foi maior no tratamento manejo que no tratamento queda natural, indicando que as técnicas de redução do impacto adotadas, a exemplo do direcionamento da queda e do planejamento do arraste para diminuição da densidade de trilhas, devem estar resultando em alteração menor do dossel da floresta que a própria dinâmica de queda das árvores.

As atividades de extração madeireira no PAE Chico Mendes não estão alterando significativamente a riqueza de formigas. Esse resultado corrobora os de estudos anteriores realizados na Amazônia brasileira, que não encontraram alterações significativas no número de espécies após o manejo da floresta (VASCONCELOS et al., 2000; KALIF et al., 2001). Azevedo-Ramos et al. (2006), no entanto, detectaram aumento na riqueza de formigas após o manejo florestal de baixo impacto em Paragominas (Pará), porém a intensidade de extração nas áreas estudadas por esses autores foi bem maior (19 m³/ha), se comparada com a deste estudo (5,7 m³/ha), e o tempo pós-exploração menor (seis meses) que o deste trabalho (2 anos). Esse fato demonstra a necessidade de ampliar os estudos, visando avaliar o impacto do volume de madeira explorado em florestas manejadas e sua influência, a curto e longo prazo, sobre a fauna de formigas (VASCONCELOS et al., 2006).

A grande variação na riqueza de formigas considerando as subfamílias registradas pode ser explicada, em grande parte, pela biologia e comportamento das espécies (FOWLER et al., 1991). Porém, considerando que o método de coleta utilizado neste trabalho (armadilha pitfall e extrator de Winkler) é direcionado a espécies de serapilheira, a baixa riqueza e abundância de algumas subfamílias como Pseudomyrmecinae pode ser explicada pelo fato de as espécies dessa subfamília nidificarem quase que exclusivamente em árvores, forrageando esporádica ou temporariamente na serapilheira (FOWLER et al., 1991).

Não foi constatada diferença em relação ao índice de diversidade entre todos os tratamentos, sendo os valores obtidos quase idênticos. Isso indica que, entre os tratamentos, além de não existirem diferenças em termos de riqueza, não houve diferenças na uniformidade e forma de distribuição dos indivíduos entre as espécies (MAGURRAN, 2004). Portanto, esses resultados sugerem que os tamanhos relativos das populações nos ambientes não estão sendo alterados pelas práticas do manejo florestal de baixo impacto.

A menor similaridade média entre as parcelas do tratamento manejo em relação à composição de formigas deve estar relacionada ao aumento da heterogeneidade estrutural promovido, possivelmente, pela extração madeireira. A heterogeneidade estrutural está relacionada a uma variação horizontal (VAN EMDEN; WILLIAMS, 1974; PALMER, 1994), que pode influenciar a diversidade de formigas de solo. De acordo com Kolasa e Rollo (1991) e Huston (1994), alta heterogeneidade espacial pode resultar em alta diversidade de espécies, redução na competição, aumento na estabilidade da população e manutenção da variabilidade genética elevada nas populações.

Neste trabalho, somente foi encontrada correlação positiva entre a riqueza de formigas com a espessura da camada de serapilheira. Maior espessura deve estar proporcionando maior proteção em relação à chuva ou inimigos naturais. Contudo, outras variáveis que compõem a estrutura da vegetação de uma floresta podem ser preditoras da riqueza de formigas. Por exemplo, Oliveira et al. (2011), estudando a diversidade de formigas em uma floresta com áreas em diferentes estágios sucessionais em outra localidade do Estado do Acre, encontraram correlação da riqueza com altura e densidade de árvores, área basal, cobertura de dossel e densidade de arbustos.

Embora os grandes empresários sejam os principais responsáveis pela extração madeireira predatória, colonos também utilizam dessa prática para obtenção de recursos financeiros essenciais à manutenção de seus lotes (ESPÍRITO-SANTO et al., 2004). Dessa forma, estimular e aprimorar técnicas de redução de impacto tanto em áreas de exploração madeireira de grandes empresários quanto de pequenos produtores podem contribuir, sobremaneira, para a conservação das florestas. Haja vista que neste trabalho não foram encontradas diferenças significativas para riqueza e composição de formigas entre as áreas manejadas e não exploradas.

5. CONCLUSÕES

O período de dois anos pós-exploração foi fator relevante para a recomposição tanto da assembleia de formigas quanto da maioria das condições estruturais e funcionais originais da floresta. Nas escalas espacial e temporal consideradas, observou-se que o manejo florestal de baixo impacto não afetou a riqueza, diversidade e composição de formigas. A ausência de diferenças significativas dessas variáveis entre os tratamentos possivelmente ocorreu devido à utilização de técnicas de redução de impacto, como o direcionamento da queda e o planejamento das trilhas de arraste, que minimizaram os danos à floresta, mas acima de tudo a baixa intensidade de extração. Ambos os procedimentos constituem importantes ferramentas para a convivência e adequação de atividades produtivas florestais e de conservação. Esses resultados indicaram que a atividade de extração madeireira de baixo impacto no PAE Chico Mendes não afetou a assembleia de formigas e, portanto, funcionalmente, essa forma de manejo não acarretou alterações no ecossistema florestal, em relação aos serviços associados às formigas.

6. AGRADECIMENTOS

Aos moradores do PAE Chico Mendes, por permitirem o uso de suas áreas; aos bolsistas do Laboratório de Entomologia da UFAC, pelo auxílio técnico; ao CNPq, pela concessão de bolsa de estudo (PNM) e de pesquisa (JHCD); ao Fundo de Apoio à pesquisa (FDCT) / Fundação de Tecnologia do Estado do Acre (FUNTAC) e aos professores do curso de Mestrado em Ecologia e Manejo de Recursos Naturais, pelos ensinamentos e apoio.

7. REFERÊNCIAS

Recebido em 30-.04.2011 aceito para publicação em 20.12.2012

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  28 Mar 2013
• Data do Fascículo
  Fev 2013

Histórico

• Recebido
  30 Abr 2011
• Aceito
  20 Dez 2012