O efeito da fragmentação sobre o banco de sementes na Mata Atlântica

Abstract

A Mata Atlântica é uma das maiores florestas tropicais das Américas, reconhecida por sua vasta biodiversidade. Cerca de 65% de suas áreas tiveram seu uso e ocupação do solo, transformados em áreas urbanas, agrícolas, de pastagem, silvicultura, entre outros. Isso resulta na fragmentação florestal, criando pequenas ilhas de vegetação cercadas por áreas antrópicas. Para restaurar essas áreas degradadas, a dispersão de sementes e o banco de sementes do solo são processos ecológicos promissores. Os bancos de sementes funcionam como reservatórios de potencial germinativo, contribuindo significativamente para a recuperação de áreas degradadas. O objetivo foi avaliar como o processo de fragmentação da paisagem afeta a abundância, riqueza e diversidade do banco de sementes em fragmentos florestais. A área de estudo foi o Corredor Ecológico da Cantareira e Mantiqueira que conecta dois blocos de remanescente de Mata Atlântica que são a Serra da Cantareira e Mantiqueira, foram definidos 20 sítios amostrais distribuídos em um gradiente ambiental que variou de 5 a 96% de cobertura florestal. Foram realizadas coletas de banco de sementes utilizando uma moldura de ferro de 30x30x5cm que se encaixava totalmente no solo. Primeiro foi coletada a serrapilheira e depois o solo, foram realizadas três coletas de cada por sítio amostral. As sementes foram triadas do restante de material vegetal (folhas, galhos, solo) com auxílio de 3 peneiras (malhas 3.36 / 1.41 / 1.16 mm), e foram quantificadas e identificadas ao nível de família utilizando guias de identificação de sementes da Mata Atlântica e Cerrado do Brasil. Para os cálculos das métricas de paisagem (cobertura florestal, conectividade, distância de borda) foi utilizado QGIS 3.36.2. Para análise de diversidade, calculamos o Índice de Shannon e, para avaliar o efeito das métricas de paisagem sobre a abundância e a riqueza de sementes, foi calculada uma regressão linear generalizada (GLM) utilizando o software R.4.4.1. No total, foram encontradas 7554 sementes, das quais 2661 estavam presentes nas amostras de serapilheira e 4893 nas de solo. Foram identificadas um total de 61 famílias e 42 morfotipos (das quais, 46 famílias e 22 morfotipos presentes nas amostras de serrapilheira, e 56 famílias e 28 morfotipos nas amostras de solo). As famílias mais encontradas, tanto na serapilheira quanto no solo, foram Melastomataceae e Euphorbiaceae, com a primeira tendo o maior número de abundância de sementes dentre todas as famílias. Em relação ao efeito da paisagem, foi possível observar que as variáveis de cobertura florestal (%), conectividade (ha) e distância de borda (m), afetam a abundância dos bancos de semente do solo e da serrapilheira, mas não afetam a riqueza dos mesmos. E o índice de diversidade mostrou que, de maneira geral, os bancos de sementes do solo contém maior diversidade do que o da serrapilheira, e a diversidade de cada sítio amostral não parece ser influenciada pelas métricas estudadas neste trabalho.

The Atlantic Forest is one of the largest tropical forests in the Americas, renowned for its vast biodiversity. However, approximately 65% of its areas have undergone land use and occupation changes, transforming into urban, agricultural, pasture, forestry, and other regions. This leads to forest fragmentation, creating small vegetation islands surrounded by anthropogenic areas. Seed dispersal and soil seed banks are promising ecological processes to restore these degraded areas. Seed banks act as reservoirs of germination potential, significantly contributing to the recovery of degraded areas. The objective was to evaluate how landscape fragmentation affects the abundance, richness, and diversity of seed banks in forest fragments. The study area was the Cantareira-Mantiqueira ecological corridor, which connects two Atlantic Forest remnants: the Cantareira and Mantiqueira mountain ranges. Twenty sampling sites were defined along an environmental gradient that varied from 5% to 96% forest cover. A 30x30x5 cm iron frame was used to collect litter first and then soil samples, with three samples taken per site. Seeds were separated from other plant material (leaves, branches, soil) using three sieves (mesh sizes 3.36 / 1.41 / 1.16 mm), quantified, and identified at the family level using identification guides for seeds of the Atlantic Forest and Cerrado biomes in Brazil. Landscape metrics (forest cover, connectivity, edge distance) were calculated using QGIS 3.36.2. For diversity analysis, the Shannon Index was calculated, and to evaluate the effect of landscape metrics on seed abundance and richness, a generalized linear regression model (GLM) was applied using R 4.4.1 software. In total, 7,554 seeds were found, 2,661 in litter samples, and 4,893 in soil samples. A total of 61 families and 42 morphotypes were identified (46 families and 22 morphotypes in litter samples, and 56 families and 28 morphotypes in soil samples). The most frequently observed families, both in litter and soil samples, were Melastomataceae and Euphorbiaceae, with the former having the highest seed abundance among all families. Regarding landscape effects, forest cover (%), connectivity (ha), and edge distance (m) influenced the abundance of soil and litter seed banks but did not affect their richness. The diversity index indicated that, overall, soil seed banks exhibited greater diversity than litter seed banks, and the diversity of each sampling site did not appear to be influenced by the landscape metrics studied in this work.