Efeitos da invasão de gramíneas africanas na diversidade de comunidades herbáceas do Cerrado

Abstract

A invasão por diversas espécies de gramíneas africanas representa uma ameaça crescente à diversidade do Cerrado. Contudo, poucos estudos consideram seus efeitos sobre a similaridade entre comunidades nativas (diversidade β). Neste trabalho investigamos como diferentes graus de abundância de gramíneas exóticas afetam a diversidade β de comunidades herbáceas nativas do Cerrado, e em que medida eles influenciam os padrões de seleção de nicho e deriva ecológica dessas comunidades. As amostras foram coletadas em três UCs do Estado de São Paulo (Estação Ecológica de Santa Bárbara, Estação Ecológica de Itirapina e Parque Estadual do Juquery). Amostramos 90 metacomunidades (transectos de 20 × 4 m), cada uma contendo 10 comunidades (parcelas de 1 m²), totalizando 900 comunidades. As metacomunidades foram estabelecidas em áreas de borda, ao lado de estradas de terra, e em áreas de core (distantes das estradas; controle). Registramos as abundâncias das espécies invasoras e nativas do estrato herbáceo em cada uma das comunidades por meio de estimativas visuais. Nos levantamentos, foram registradas 290 espécies herbáceas nativas e seis gramíneas invasoras de origem africana (Urochloa brizantha (Hochst. ex A. Rich.) R. D. Webster, Urochloa decumbens (Stapf) R. D. Webster, Urochloa humidicola (Rendle) Morrone & Zuloaga, Melinis minutiflora P. Beauv., Melinis repens (Willd.) Zizka e Megathyrsus maximus (Jacq.) B. K. Simon & S. W. L. Jacobs). Os resultados indicam que a maior abundância de gramíneas invasoras acarreta o aumento da diversidade β entre comunidades e a queda na diversidade local (α) e regional (γ), bem como no tamanho efetivo das comunidades. Esse padrão se manteve independentemente do efeito de borda causado pelas estradas. Esses achados sugerem que a invasão por gramíneas africanas favorece o aumento da dissimilaridade das espécies remanescentes entre comunidades locais por submetê-las a fortes efeitos da deriva ecológica. Concluímos que a invasão por gramíneas africanas atua simultaneamente como motor de perda de diversidade local/regional e como promotor de maior dissimilaridade entre localidades, tornando as comunidades nativas cada vez menores e mais sensíveis a fatores estocásticos.

The invasion by several African grass species represents a growing threat to the biodiversity of the Cerrado biome. However, few studies consider their effects on the similarity among native communities (β-diversity). In this study, we investigated how different levels of invasion by exotic grasses affect the β-diversity between native herbaceous communities of the Cerrado, and to what extent they influence patterns of niche selection and ecological drift in these communities. Samples were collected in three conservation units (UCs) of the São Paulo state of Brazil (Estação Ecológica de Santa Bárbara, Estação Ecológica de Itirapina and Parque Estadual do Juquery). We sampled 90 metacommunities (20 × 4 m transects), each containing 10 communities (1 m² plots), resulting in a total of 900 communities. The metacommunities were established in roadside edge areas and in core areas (distant from the roads; control). We recorded the abundances of the invasive and native species that occupy the herbaceous stratum in each community through visual estimates. During the surveys, 290 native herbaceous species and six invasive African grass species (Urochloa brizantha (Hochst. ex A. Rich.) R. D. Webster, Urochloa decumbens (Stapf) R. D. Webster, Urochloa humidicola (Rendle) Morrone & Zuloaga, Melinis minutiflora P. Beauv., Melinis repens (Willd.) Zizka e Megathyrsus maximus (Jacq.) B. K. Simon & S. W. L. Jacobs) were recorded. The results indicate that higher abundances of invasive grasses lead to increased β-diversity among communities and decreases in local (α) and regional (γ) diversity, as well as in the effective community size. This pattern was maintained regardless of the edge effect caused by roads. These findings suggest that African grasses invasions favor the increase in dissimilarity among remnant species across local communities by subjecting them to strong effects of ecological drift. We conclude that the invasion by African grasses simultaneously acts as a driver of local and regional diversity loss and as a promoter of increased dissimilarity among sites, rendering native communities progressively smaller and more susceptible to stochastic factors.