Dissertação/Tese ASPECTOS ECOLÓGICOS EM ÁREAS DE CAMPOS ÚMIDOS NA RESERVA DA BIOSFERA DA SERRA DO ESPINHAÇO - PPGCF

As Áreas Úmidas são ecossistemas que desempenham papéis essenciais na manutenção da biodiversidade, dinâmica do ciclo hidrológico e incorporação de carbono, contribuindo significativamente para a regulação ambiental e mitigação de processos erosivos e de mudanças climáticas. Entre as diversas tipologias de Áreas Úmidas, os Campos Úmidos, característicos do Bioma Cerrado, destacam-se por sua vegetação herbácea-arbustiva, solos encharcados e adaptados às variações sazonais de regime hídrico. Essas áreas também abrigam uma biodiversidade única, com várias espécies endêmicas, raras e com potencial econômico, como observado nos Campos Úmidos da Serra do Espinhaço, que está inserido no Parque Nacional das Sempre-Vivas (PNSV), que abriga áreas de que reúnem essas características descritas. Esses ecossistemas são essenciais em virtude da importância ecológica e socioambiental que desempenham. No entanto, os Campos Úmidos do PNSV estão sujeitos à recorrência de fogo, muitas vezes de origem antrópica. As populações locais utilizam essas áreas para a queima controlada, com o intuito de estimular a rebrota do capim e fornecer pastagem para o gado. Além disso, o fogo também é empregado para favorecer o florescimento das sempre-vivas, espécies de alto valor comercial nos municípios que abrangem a área do parque. Contudo, o uso inadequado do fogo, especialmente quando aplicado com alta intensidade e frequência, pode comprometer processos fundamentais que sustentam a dinâmica ecológica dos Campos Úmidos, prejudicando a qualidade dos serviços ecossistêmicos e ambientais dessas formações. Queimadas excessivas e regimes impróprios podem reduzir a biodiversidade, causar degradação do solo e acelerar a perda de nutrientes essenciais, além de comprometer a capacidade de retenção hídrica e ciclagem de nutrientes. Isso ameaça a resiliência das comunidades vegetais e desestabiliza funções ecológicas críticas, fundamentais para a integridade e sustentabilidade desses ecossistemas, tornando-os mais suscetíveis a impactos das mudanças climáticas e distúrbios ambientais. O PNSV tem implementado desde 2015, o Programa de Manejo Integrado do Fogo, com o objetivo de prevenir incêndios de grande magnitude ao final da estação seca, especialmente em áreas sensíveis, como as Matas de Galeria e os Campos Úmidos. Assim, é importante compreender os efeitos da intensidade do fogo na dinâmica das comunidades vegetais, fenologia e funcionalidade ecológica das espécies que constituem os Campos Úmidos do Parque Nacional das Sempre-Vivas. Portanto, este estudo teve como objetivo caracterizar a composição e dinâmica da vegetação em quatro áreas de Campos Úmidos no PNSV, submetidas à queima prescrita em diferentes anos (2011, 2016, 2017 e 2018), e identificar o perfil fenológico e funcional de seis populações de hemicriptófitos predominantes nas áreas de estudo. Pelo método de parcelas fixas, foram amostradas 10 parcelas de 1m² por área, totalizando 40 m² de Campos Úmidos, onde foram realizadas a identificação e quantificação da cobertura das espécies, da área de solo exposto e da vegetação seca. O estudo fenológico (vegetativo e reprodutivo) foi realizado durante 24 meses, utilizando o Índice de Intensidade Percentual de Fournier, associado medições da umidade do solo, nível do lençol freático e de variáveis ambientais. O perfil funcional foi mensurado por meio de traços funcionais, sazonalmente durante o período de estudo. A área com cinco anos após a queima apresentou maior incremento na cobertura vegetal, e a área com seis anos mostrou maior cobertura de plantas vivas e secas. As áreas com solo exposto diminuíram significativamente em três áreas com queimas mais recentes, e foi possível identificar mudanças na florística, com acréscimo de 21 espécies e seis famílias botânicas entre os anos de 2019 e 2022. Dentre as variáveis testadas, o tempo desde a última queima (regime de fogo), aliado ao aumento das temperaturas, exerce uma pressão significativa sobre o desenvolvimento vegetativo e reprodutivo das populações estudadas. Os traços característicos estudados sugerem que o tempo desde a última ocorrência de incêndio é o principal fator de modelagem das estratégias ecológicas das espécies, influenciando fortemente os padrões de convergência e divergência funcional entre as diferentes áreas. Assim, a hipótese de aumento da cobertura das populações biológicas, independente do tempo da queima, foi parcialmente corroborada, exceto para Comanthera xeranthemoides. Corroborou-se também a hipótese de que as populações de hemicriptófitos estudados mostram padrões fenológicos distintos, adaptados a diferentes áreas e sazonalidade, com características funcionais moldadas pela heterogeneidade ambiental ao longo dos diferentes regimes de fogo. Do ponto de vista funcional, o regime de fogo recomendado não deve ter intervalos inferiores a quatro anos. Queimas com frequências menores que esse período comprometem a capacidade das espécies estudadas de restabelecer suas funções ecológicas, prejudicando a resiliência, funcionalidade o equilíbrio dos Campos Úmidos no PNSV. Esse conhecimento é crucial para o desenvolvimento de estratégias de manejo e conservação que assegurem a preservação da biodiversidade do Cerrado e a sustentabilidade dos diversos serviços ecossistêmicos. Além disso, essas estratégias são essenciais para o suporte das comunidades tradicionais que dependem da colheita das sempre-vivas, integrando a conservação ecológica com o bem-estar socioeconômico regional.

Wetlands are ecosystems that play essential roles in maintaining biodiversity, the dynamics of the hydrological cycle and carbon incorporation, contributing significantly to environmental regulation and mitigation of erosion processes and climate change. Among the various types of Wetlands, the Wetlands, characteristic of the Cerrado Biome, stand out for their herbaceous-shrub vegetation, waterlogged soils and adaptation to seasonal variations in water regime. These areas also harbor unique biodiversity, with several endemic and rare species with economic potential, as observed in the Wetlands of Serra do Espinhaço, which is part of the Sempre-Vivas National Park (PNSV), which houses areas that meet these characteristics described. These ecosystems are essential due to the ecological and socio-environmental importance they play. However, the Wetlands of PNSV are subject to recurrent fires, often of anthropogenic origin. Local populations use these areas for controlled burning to stimulate grass regrowth and provide pasture for livestock. In addition, fire is also used to encourage the flowering of everlastings, species of high commercial value in the municipalities that encompass the park area. However, the inappropriate use of fire, especially when applied with high intensity and frequency, can compromise fundamental processes that sustain the ecological dynamics of the Campos Úmidos, harming the quality of ecosystem and environmental services of these formations. Excessive burning and inappropriate regimes can reduce biodiversity, cause soil degradation and accelerate the loss of essential nutrients, in addition to compromising the capacity for water retention and nutrient cycling. This threatens the resilience of plant communities and destabilizes critical ecological functions that are fundamental to the integrity and sustainability of these ecosystems, making them more susceptible to the impacts of climate change and environmental disturbances. Since 2015, the PNSV has implemented the Integrated Fire Management Program, with the aim of preventing large-scale fires at the end of the dry season, especially in sensitive areas such as gallery forests and wetlands. Thus, it is important to understand the effects of fire intensity on the dynamics of plant communities, phenology and ecological functionality of the species that constitute the wetlands of the Sempre-Vivas National Park. Therefore, this study aimed to characterize the composition and dynamics of vegetation in four wetlands areas in the PNSV, subjected to prescribed burning in different years (2011, 2016, 2017 and 2018), and to identify the phenological and functional profile of six populations of hemicryptophytes predominant in the study areas. Using the fixed plot method, 10 plots of 1 m² per area were sampled, totaling 40 m² of Wet Fields, where the identification and quantification of species coverage, exposed soil area and dry vegetation were performed. The phenological study (vegetative and reproductive) was carried out over 24 months, using the Fournier Percentage Intensity Index, associated with measurements of soil moisture, water table level and environmental variables. The functional profile was measured by means of functional traits, seasonally during the study period. The area five years after the burning showed the greatest increase in vegetation coverage, and the area six years after the burning showed the greatest coverage of live and dry plants. The areas with exposed soil decreased significantly in three areas with more recent fires, and it was possible to identify changes in floristics, with the addition of 21 species and six botanical families between 2019 and 2022. Among the variables tested, the time since the last fire (fire regime), combined with the increase in temperatures, exerts significant pressure on the vegetative and reproductive development of the studied populations. The characteristic traits studied suggest that the time since the last fire occurrence is the main factor shaping the ecological strategies of the species, strongly influencing the patterns of functional convergence and divergence between the different areas. Thus, the hypothesis of increased coverage of biological populations, regardless of the time of the fire, was partially corroborated, except for Comanthera xeranthemoides. The hypothesis that the hemicryptophyte populations studied show distinct phenological patterns, adapted to different areas and seasonality, with functional characteristics shaped by environmental heterogeneity throughout the different fire regimes was also corroborated. From a functional point of view, the recommended fire regime should not have intervals of less than four years. Burning with frequencies shorter than this period compromises the ability of the species studied to reestablish their ecological functions, damaging the resilience, functionality and balance of the Wetlands in the PNSV. This knowledge is crucial for the development of management and conservation strategies that ensure the preservation of the Cerrado's biodiversity and the sustainability of the various ecosystem services. In addition, these strategies are essential for supporting traditional communities that depend on the harvest of everlasting plants, integrating ecological conservation with regional socioeconomic wellbeing.