Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29326
ORCID:  http://orcid.org/0000-0001-8300-0556
Document type: Tese
Access type: Acesso Embargado
Title: Mosaicos multidimensionais: heterogeneidade ambiental e invasão biológica como determinantes de padrões ecossistêmicos
Alternate title (s): Multidimensional mosaics: environmental heterogeneity and biological invasion as determinants of ecosystem patterns
Author: Soares, Danúbia Magalhães
First Advisor: Nascimento, André Rosalvo Terra
First member of the Committee: Rodrigues, Ricardo Ribeiro
Second member of the Committee: Oliveira, Ana Paula de
Third member of the Committee: Almeida, Fabrício Pelizer de
Fourth member of the Committee: Coelho, Lísias
Summary: As formações savânicas do bioma Cerrado, como as fitofisionomias cerrado sensu stricto (s.s.) e veredas, caracterizam-se pela formação de mosaicos vegetacionais compostos por uma matriz herbácea e espécies lenhosas dispersas sem a formação de um dossel fechado contínuo. Estes ambientes, de modo geral, são heterogêneos, diversos e com elevado endemismo. Com o avanço da monocultura e da pecuária em larga escala, parte considerável dos remanescentes destas fitofisionomias é constituída por pequenos fragmentos em uma matriz de monocultura. Nesse sentido, seus padrões e processos ecológicos precisam ser compreendidos também neste contexto de paisagens complexas formadas por unidades com diferentes níveis de antropização. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar como padrões ecossistêmicos estão relacionados com os diferentes níveis de complexidade ambiental, com os componentes da vegetação e com os gradientes ambientais em ecossistemas savânicos e pastagens abandonadas, além de analisar como a presença da espécie exótica Pinus caribaea Morelet, introduzida em todos estes ecossistemas, pode influenciar estes padrões. Para isso, foram analisadas características de umidade do solo, aspectos biofísicos, características do solo, composição de artrópodes de serapilheira e conteúdo de carbono do solo em nove sítios: três fragmentos de cerrado s.s., três pastagens abandonadas e três veredas. Os pontos amostrais foram distribuídos casualmente, considerando os componentes da vegetação: estrato herbáceo (HS), espécies lenhosas nativas, P. caribaea e, em veredas, a espécie oportunista Trembleya parviflora (Don) Cogn. As características químicas do solo foram os atributos de maior relevância na heterogeneidade de cerrado s.s. e pastagem, enquanto as veredas apresentaram a influência, tanto destes gradientes, quanto de umidade do solo. Microambientes distintos foram observados entre os componentes da vegetação em todos os ecossistemas tanto entre HS e espécies lenhosas nativas quanto entre estes componentes e P. caribaea. A composição taxonômica e funcional dos artrópodes de serapilheira diferiu entre os ecossistemas. Ambientes antropizados apresentaram elevada riqueza, mas também elevada redundância funcional. Cerrado s.s. e veredas foram complementares no espaço e no tempo, considerando as diferenças na composição das comunidades e também o efeito da sazonalidade. Tanto os componentes da vegetação quanto os gradientes ambientais exerceram influência na composição de artrópodes, mas a magnitude e a direção dos efeitos variaram entre os ecossistemas e as estações. A influência de P. caribaea foi altamente idiossincrásica, ressaltando a complexidade dos processos de invasão biológica. As veredas apresentaram um elevado potencial de imobilização de carbono no solo, no entanto, com menores concentrações sob a copa de P. caribaea. A umidade do solo foi um importante driver de imobilização de carbono em veredas e pastagens, mas com efeitos distintos. De modo geral, a heterogeneidade ambiental foi uma importante característica dos ecossistemas savânicos e determinantes de padrões ecossistêmicos. Cerrado s.s. e vereda foram complementares em suas funções ecológicas, como fontes de diversidade e funcionalidade da paisagem, ressaltando a necessidade de restauração dos ecossistemas impactados e o controle da invasão biológica.
Abstract: The savanna formations of the Cerrado biome – such as the cerrado sensu stricto (s.s.) phytophysiognomies and veredas – are characterized by vegetation mosaics composed of a herbaceous matrix as well as woody species dispersed without forming any continuous closed canopy. Those are mostly diverse and heterogeneous environments, which are highly endemistic. As monocultures and large-scale livestock farming advance, a large part of the remains of such phytophysiognomies are now made up of small fragments amid a monoculture matrix. Therefore, their patterns and ecological processes must be understood as part of a context which includes complex landscapes that include, in their turn, unities with varying levels of anthropization. Thus, this work aims to investigate how ecosystemic patterns are related to different levels of environmental complexity, to vegetation components and to savanna ecosystem environmental gradients as well as abandoned pastures. It also aims to analyze just how the presence of the exotic species Pinus caribaea Morelet (which has been introduced in all those ecosystems) may influence such patterns. In order to do so, we analyzed features (such as soil humidity, biophysical aspects, soil characteristics, plant litter arthropods composition and soil carbon content) in nine sites: three cerrado s.s. fragments, three abandoned pastures and three veredas. The sampling points were distributed at random, taking into consideration the components of vegetation: herbaceous stratum (HS), native woody species, P. caribaea and, in veredas, the Pioneer species Trembleya parviflora (Don) Cogn. The soil chemical attributes were the most relevant aspects in the heterogeneity of the cerrado s.s. and pasture, whereas the veredas were shown to have been influenced both by those gradients and by soil humidity. Distinct microenvironments were observed amongst the vegetation components in all ecosystems, in HS as well as in native woody species and amongst those components and P. caribaea. The functional and taxonomic composition of plant litter arthropods differed between the ecosystems. Anthropized environments displayed high richness, but also high functional redundancy. Cerrado s.s and veredas were complementary in time and in space, considering the differences in the composition of the communities as well as the effect of seasonality. Both the vegetation components and the environmental gradients had an influence in the composition of arthropods, however the magnitude and direction of such effects varied between ecosystems and seasons. The influence of P. caribaea was highly idiosyncratic, highlighting the complexity of such processes and biological invations. Veredas presented a high potential for soil carbon immobilization – with lower concentrations under the canopy of P. caribaea. Soil humidity was an important driver for carbon immobilization in veredas and pastures, but with distinct effects. In general, environmental heterogeneity was an important future of savanna ecosystems drivers of ecosystemic patterns. Cerrado s.s and vereda were complementary in their ecological functions, as sources of diversity and functionality to the landscape. This highlights the need to restore homogenized ecosystems and to control biological invasion.
Keywords: Savanas
Savannas
Gradientes ambientais
Environmental gradients
Disponibilidade hídrica
Water availability
Artrópodes de serapilheira
Litter arthropods
Imobilização de carbono
Carbon immobilization
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIA::ECOLOGIA DE ECOSSISTEMAS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Ecologia e Conservação de Recursos Naturais
Quote: SOARES, Danúbia Magalhães. Mosaicos multidimensionais: heterogeneidade ambiental e invasão biológica como determinantes de padrões ecossistêmicos. 2020. 1146 f. Tese (Doutorado em Ecologia e Conservação de Recursos Naturais) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2020. Disponível em: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.100
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.100
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29326
Date of defense: 28-Feb-2020
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