Relação entre parâmetros de radiação solar e espécies herbáceo-subarbustivas de cerrado sentido restrito no jardim botânico de Brasília

Abstract

As savanas ocorrem na faixa tropical entre 20° de latitude norte e sul, cobrindo cerca de 20% da superfície terrestre. Consistem de um ambiente onde há co-dominância entre cobertura herbácea e lenhosa, onde a proporção entre esses componentes pode variar grandemente. Os determinantes primários das fisionomias são a umidade e os nutrientes disponíveis para as plantas, e atuam como determinantes secundários o fogo, a herbivoria e o manejo da paisagem. A radiação solar é um fator secundário na determinação de espécies herbáceo-subarbustivas, e são escassos os estudos que a contemplam como fator regulador na ocorrência e dominância de espécies. É sabido que a presença de arbustos e arvoretas pode alterar a fenologia, composição, distribuição espacial, alocação de biomassa e a produtividade do componente herbáceo. O objetivo desta pesquisa foi verificar se há diferença na estrutura e composição do estrato herbáceo-subarbustivo de Cerrado sentido restrito entre dois períodos distintos de regime hídrico, e se a radiação direta e indireta contribui para essa variação. A pesquisa foi realizada em cerrado sentido restrito de interflúvio na Estação Ecológica do Jardim Botânico de Brasília. Foram instaladas 25 linhas de 5 metros de comprimento, e o método de inclusão foi o de interceptação na linha. As análises fitossociológicas foram realizadas com as frequências e coberturas lineares de cada espécie em junho e novembro de 2009. As variáveis de radiação (radiação direta - DSF, indireta - ISF, global - GSF e índice de área foliar - LAI) foram obtidas através de fotografias hemisféricas. Com as variáveis, foi realizada uma análise de componentes principais (PCA) e, com os coeficientes do eixo 1, realizadas regressões com as dominâncias de cada espécie por linha e por período. Foram registradas 82 espécies, pertencentes a 31 famílias. O hábito mais frequente foi o herbáceo (58%), seguido de subartusto (37%) e lianas (5%). As famílias dominantes foram Poaceae, Myrtaceae, Fabaceae, Rutaceae e Burseraceae. A diversidade registrada foi de H’= 3,04 e equabilidade J=0,70 nos dois períodos. Apesar da retração, expansão e substituição de espécies entre os períodos de observação, não houve diferença significativa entre os períodos. Já as variáveis de radiação apresentaram diferença significativa entre os períodos, com aumento do LAI e diminuição de DSF, ISF e GSF. Os maiores valores, em módulo, da PCA foram de LAI e DSF. As regressões entre o eixo 1 da PCA e as dominâncias das espécies mostraram que 28 espécies estiveram de alguma forma relacionadas às variáveis de radiação estudadas. A radiação solar atua, em cerrado sentido restrito, como um determinante secundário na ocorrência e dominância de algumas espécies de herbáceas e subarbustos, porém com poder de explicação geralmente baixo, evidenciando haverem, conjuntamente, outras variáveis ambientais influenciando.

Savannas are terrestrial tropical ecosystems that occur between latitudes 20 North and South, covering approximately 20% of the land area. They consist of a co- dominance of woody and herbaceous cover and the proportion of these components can vary over a large scale. The primary determinants of the physiognomies are humidity and available nutrients for the plants while fire, herbivory and management of the landscape act as secondary determinants. Solar radiation is a secondary factor in the determination of the herbaceous-subshrub species component and there are few studies that contemplate this factor in the regulation of the occurrence and dominance of species It is well known that the presence of shrubs and small trees may alter the phenology, composition, spatial distribution, biomass allocation and productivity of the herbaceous layer. The objective of this study was to verify if there was a difference in the structure and composition of the herbaceous-subshrub component in a cerrado sensu stricto in two distinct hydrological periods and if direct and indirect solar radiation contributed to this difference. This study was done in a Cerrado sensu stricto in the interfluvial region of the Ecological Station of the Botanic Garden of Brasilia. Twenty- five lines, each five meters long, were established and data were collected using the line intercept method in June and November 2009. Phytosociology analyses were done using data on frequency and linear coverage of each species encountered at each sampling date. The solar radiation variables (direct site factor – DSF, indirect site factor – ISF, global site factor – GSF and leaf area index – LAI) were obtained with hemispherical photographs. A principal component analysis (PCA) was done using these variables and a regression analysis was done for each sampling period using the coefficients from axis 1 as the independent variable and the dominance of each species as the dependent variable. A total of 82 species in 31 families were recorded along the lines. The most frequent habit was herbaceous (58%) followed by subshrub (37%) and lianas (5%). The dominant families were Poaceae, Myrtaceae, Fabaceae, Rutaceae and Burseraceae. The diversidade (H ́ = 3.05) and equitability (J = 0.70) were constant for both collection dates. Inspite of the retraction, expansion and substitution of species between the periods, no significant difference was observed. However, the variables associated with solar radiation did have significant differences, with an increase in LAI and decrease in DSF, ISF and GSF in November. The highest values in the PCA were for LAI and DSF. The regressions indicated that 28 species had a significant relationship with the measured variables. Solar radiation acts, in cerrado sensu stricto, as a secondary determinant in the occurrence and dominance of some herbaceous and subshrub species, however with a low predictive value, suggesting the concurrent influence of other variables.