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Título: Dinâmica populacional de uma gramínea invasora e um arbusto nativo : implicações para a restauração ecológica no Cerrado
Autor(es): Motta, Camila Prado
Orientador(es): Schmidt, Isabel Belloni
Assunto: Cerrados - flora
Gramínea - controle
Solos - manejo - Cerrados
Gramíneas invasoras
Restauração ecológica
Data de publicação: 28-Jul-2017
Data de defesa: 20-Mar-2017
Referência: MOTTA, Camila Prado. Dinâmica populacional de uma gramínea invasora e um arbusto nativo: implicações para a restauração ecológica no Cerrado. 2017. xii, 86 f., il. Dissertação (Mestrado em Ecologia)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.
Resumo: A compreensão da dinâmica populacional de plantas é importante principalmente nos primeiros estágios sucessionais. Nestes estágios algumas espécies podem se tornar dominantes e alterar a trajetória sucessional do ambiente. Os estudos de dinâmica populacional em áreas de restauração podem ajudar a avaliar o sucesso dos projetos, e indicar quais processos demográficos estão afetando a persistência das populações. Neste trabalho, realizamos estudos de dinâmica populacional e análises matriciais de uma gramínea invasora (Urochloa decumbens (Stapf) R.D. Webster) e um arbusto nativo Lepidaploa aurea (Mart. ex DC.) em áreas experimentais de restauração de Cerrado. Apresentamos o capítulo 1 o estudo de dinâmica populacional com L. aurea, considerando uma cronossequência com três idades de estabelecimento desde a semeadura e duas condições de dominância. Neste capítulo também avaliamos como a densidade de indivíduos e riqueza de espécies arbóreas usadas em plantios de restauração variam entre as áreas dominadas por L. aurea e U. decumbens. Amostramos as populações em julho de 2015 e julho de 2016, em área de restauração no Parque Nacional da Chapada dos Veadeiros, GO. Construímos quatro matrizes de transição representando as populações do 4o ano de estabelecimento, 3o ano, 2o em condição de dominância e 2o ano em condição de não-dominância (em áreas dominadas por U. decumbens). Somente a população do 2o ano em condição de dominância apresentou valores de  maiores que um, indicando um aumento populacional. A análise de elasticidade mostrou que proporcionalmente  é mais sensível a mudanças nas taxas vitais dos adultos maiores, em todas as populações, principalmente na mais velha (4o ano). A sobrevivência foi a taxa vital de maior elasticidade, ocorrendo um aumento da importância desta taxa vital conforme aumenta a idade das populações. Entre as populações de mesma idade e condições diferentes de dominância, a fertilidade foi mais importante para a dinâmica populacional da população não-dominante do que para a população dominante. As análises de LTRE indicaram que a redução da sobrevivência dos adultos maiores foi a principal causa das reduções no crescimento populacional observadas com o aumento da idade das populações. A redução da sobrevivência gerou maiores diferenças no crescimento populacional entre o 2º e o 3º ano após a semeadura. A condição de não-dominância gerou redução na sobrevivência dos indivíduos, mas esta foi em parte compensada por aumento na fertilidade. A densidade de indivíduos de 13 espécies arbóreas foi em média 15,1±1,2 e 12,8±0,6 indivíduos/m2 em áreas dominadas por L. aurea e por U. decumbens respectivamente. O índice de Shannon foi de 2,03 e 2,10 para as parcelas dominadas por L. aurea e por U. decumbens, respectivamente. Estes resultados indicam que L. aurea pode ser uma espécie utilizada em projetos de restauração no Cerrado. Devido a características desta espécie, provavelmente suas populações se reduzirão no futuro não sendo mais tão dominantes do que quanto destas populações analisadas nos primeiros anos após a semeadura. Avaliamos, no capítulo 2, a dinâmica populacional de U. decumbens em diferentes condições de dominância (dominante e não-dominante, ou seja, em áreas dominadas por L. aurea). Encontramos que as duas populações apresentaram valores de  menores que um, o que indicaria uma tendência de decréscimo populacional. A análise de elasticidade mostrou que os indivíduos maiores são os mais importantes para a dinâmica populacional da espécie em condição de dominância, e em condição de não-dominância os estágios A2, A3 e A4 são os mais importantes. A sobrevivência foi a taxa vital mais importante para as duas populações. A análise de LTRE evidenciou a influencia das alterações nas taxas vitais dos indivíduos no estágio A3 para o pequeno aumento no valor de  entre a população dominante e não-dominante. Enquanto que as diferenças nas taxas vitais dos indivíduos no estágio A4 contribuíram para redução dos valores de iv  na população não-dominante. A sobrevivência foi a taxa vital que mais contribuiu para o pequeno aumento do valor de  na população não-dominante. Esses resultados demonstram que a competição com o arbusto nativo (L. aurea) teve pouco efeito na dinâmica populacional de U. decumbens. Embora os valores de  encontrados indiquem uma tendência ao decréscimo populacional em condições estáveis, as populações de U. decumbens foram fortemente perturbadas antes do plantio de semeadura, e apresentam valores de  similares a populações de espécies invasoras em estágios inicial e média de invasão. Mesmo que L. aurea tenha algum efeito na dinâmica de U. decumbens, a tendência é que este efeito minimize com o passar do tempo. A alta capacidade de rebrota desta espécie e a rápida recuperação das populações após fortes distúrbios (fogo e aragem) realizados para a semeadura direta indicam que é preciso manejar continuamente a área para o controle de U. decumbens para que sucesso da restauração seja alcançado.
Abstract: Understanding the population dynamics of plants can be especially important during early successional stages. At these stages, some species may become dominant and change plant community successional trajectory. Population dynamics studies in restoration areas can help to evaluate restoration success, and indicate which demographic process are affecting the persistence of populations. We carried out studies of population dynamics using matrix projection models of an invasive grass (Urochloa decumbens (Stapf) R.D. Webster and a native shrub Lepidaploa aurea (Mart. Ex DC.) in restoration areas in the Cerrado. In chapter 1, we analyzed L. aurea population dynamics considering a chronosequence of three years since direct sowing for restoration purposes, considering two conditions of dominance. We also evaluated density of individuals and richness of tree species sowed for restoration in areas dominated by L. aurea and U. decumbens. We sampled the populations in July 2015 and July 2016, in a restoration area in the Chapada dos Veadeiros National Park, GO. We build four transitions matrix representing the populations during their 4th, 3rd and 2nd year after direct sowing. For this last age of establishment, we also contrasted population dynamics in dominant vs. non-dominance condition (in areas dominated by U. decumbens). Only the population during the 2nd year of establishment in dominant condition presented values of  greater than one, indicating a tendency of population increase. The elasticity analysis showed that  is proportionally more sensitive to changes on vital rates of older adults in all populations, especially in the older one (4th year). Survival was the vital rate of higher elasticity, with an increased importance of this vital rate as the age of the populations increased. Fertility was more important for the population dynamics of the non-dominant population in comparison to the dominant population. LTRE analysis indicated that the reduction of survival rates in older adults was the main cause of reductions in population growth observed with increasing populations age. Survival rates decreases caused major differences in population growth between the 2nd and 3rd year after sowing. The non-dominance condition led to a reduction in the survival of the individuals, but an increase in fertility has partially compensated that effect on population growth rates. The density of individuals from 13 tree species was on average 15.1±1.2 e 12.8±0.6 individuals/m2 in areas dominated by L. aurea and U. decumbens respectively. The Shannon index was 2.03 and 2.10 for the plots dominated by L. aurea and U. decumbens, respectively. These results indicate that L. aurea may be a useful species for restoration projects in the Cerrado. Due to the characteristics of this species, their populations will probably be reduced in the future, being no more dominant than in the populations analyzed in the first years after sowing. In chapter 2, we evaluated U. decumbens population dynamics in two dominance conditions (dominant and non-dominant). We found that the two populations presented  values smaller than one, which would indicate a tendency of population decrease in stable environments. The elasticity analysis showed that the largest individuals are the most important for the population dynamics of this species in dominance condition, and in non-dominance condition the stages A2, A3 and A4 were the most important. Survival was the most important vital rate for both populations. LTRE analysis indicated that changes in the vital rates of individuals in stage A3 most influenced the small increase in  value in non-dominant population compared to the dominant population. While differences in the vital rates of individuals in the A4 stage contributed to a reduction in  values in the non-dominant population. Survival was the vital rate that most contributed to the small increase in  value in the non-population. These results demonstrate that competition with the native shrub (L. aurea) had little vi effects on the population dynamics of U. decumbens. Although the values found indicate a tendency to decrease population in stable conditions, the populations of U. decumbes were strongly disturbed (fire and soil plowing) before sowing. In the studied conditions, this species presented  values similar to the ones described for invasive species populations in the initial and middle stages of invasion. Although L. aurea has some effect on the dynamics of U. decumbens, the tendency is that these effects will decrease over the time. The high sprout capacity of this grass species and the rapid recovery of populations after severe disturbances for direct seeding indicate that is necessary to continuously manage the area for control of U. decumbens in order achieve success in restoration.
Informações adicionais: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Ecologia, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2017.
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