Dinâmica de comunidades vegetais de campo sujo de Cerrado sob diferentes regimes de fogo

Abstract

Ecossistemas abertos, como as savanas tropicais são estruturados e mantidos por diversos fatores bióticos e abióticos. Entre eles, um fator que exerce enorme influência na montagem, dinâmica e funcionalidade das comunidades vegetais é a ocorrência do fogo. O regime de fogo descreve padrões de frequência, época, extensão e intensidade da ocorrência do fogo em um determinado local. Portanto, o regime de fogo pode influenciar a regeneração das comunidades vegetais devido a sua influência no comportamento do fogo; de acordo com a fase fenológica e de crescimento das plantas durante o evento de fogo; e devido às condições pós-fogo que impõem as plantas. Deste modo, o principal objetivo deste estudo foi analisar como diferentes regimes de queimadas influenciam a médio-longo prazo a estrutura, composição, produtividade e a diversidade de espécies e funcional das comunidades vegetais de ecossistemas abertos de Cerrado, bem como as condições microclimáticas pós-queima. Para isso, foram realizados levantamentos da vegetação e coleta de biomassa aérea em áreas com diferentes frequências de fogo (11 anos sem queima, queimadas anuais e bienais por nove anos) e época de fogo (queimadas bienalmente no início, meio e fim da estação seca por nove anos). Os levantamentos da vegetação consistiram na estimativa visual da cobertura de cada uma das espécies, da biomassa morta e da porcentagem de solo descoberto e foram realizados em subparcelas de 1x1m (10 subparcelas/parcela, 3-4 parcelas/tratamento). Também foram medidos na estação chuvosa de 2022, atributos funcionais relacionados à resposta das plantas ao regime de fogo em três indivíduos das espécies que correspondiam a 80% da comunidade em cada tratamento. As amostragens da biomassa aérea foram realizadas dentro de cinco subparcelas de 0.5x0.5m nas bordas de cada parcela experimental, nas estações chuvosa e seca. Em laboratório as amostras de biomassa foram separadas nos seguintes componentes: graminóides, herbáceas não-graminóides, arbustos e biomassa morta. Para avaliar como as condições microclimáticas são influenciadas pela frequência de fogo foram instalados data loggers com sensores de umidade relativa do ar, luminosidade e temperatura nas parcelas sob tratamentos com diferentes frequências de queimas. Em relação a influência do regime do fogo no microclima de savanas abertas, o presente estudo observou que a frequência de fogo afeta os parâmetros microclimáticos ao longo do tempo através das diferenças na cobertura vegetal entre as parcelas queimadas e não queimadas e que seus efeitos perduram por pelo menos 12 meses após a queimada, sendo potencializados pela estação seca. Quanto à riqueza de espécies, produtividade e dinâmica da biomassa aérea, a exclusão do fogo teve o impacto mais negativo nas comunidades vegetais, afetando a riqueza e cobertura de herbáceas não-graminóides e graminóides, a riqueza total de espécies, diversidade taxonômica e funcional e a produtividade do estrato herbáceo. O tratamento de queimadas precoces também representou prejuízos às comunidades de campo sujo, resultando em menor riqueza de espécie total e de graminóides e menor diversidade taxonômica do que os demais tratamentos. As comunidades do estrato herbáceo de savanas abertas se mostraram resilientes ao fogo anual, mantendo sua diversidade e produtividade estáveis. Os dados obtidos através deste estudo trazem informações inéditas acerca dos efeitos de diferentes regimes de fogo a médio-longo prazo em fisionomias abertas de Cerrado e devem orientar o desenvolvimento de ações de manejo e políticas públicas de fogo que assegurem a conservação das savanas tropicais.

Open ecosystems, such as tropical savannas, are shaped and maintained by various biotic and abiotic factors. Fire is a crucial element that influences the plant communities' assembly, dynamics, and functionality. Fire regime describes patterns of frequency, season, extent, and intensity of fire occurrence in a particular location. Therefore, fire regimes can influence the post-fire regeneration of plant communities due to their influence on fire behavior; according to plants' phenological and growth stage during the fire event; and due to the post-fire conditions imposed on plants. We aimed to analyze how different fire regimes influence the structure, composition, productivity, and taxonomic and functional diversity of plant communities in open Cerrado, as well as their postfire microclimatic conditions. We performed vegetation surveys and boveground biomass samples in areas with different fire frequencies (fire exclusion for 11 years, annual and biennial fires for 9 years) and fire seasons (biennial burnings at early, mid, and late the dry season). Functional traits of fire response were also measured in the 2022 rainy season in three individuals of the species that corresponded to 80% of the community in each treatment. To evaluate how microclimatic conditions are influenced by fire frequency, data loggers were installed with relative humidity, illuminance, and temperature sensors in plots under treatments with different fire frequencies. We found that fire frequency affects microclimatic parameters over time through differences in vegetation cover between burned and unburned plots. The changes in microclimate last for at least 12 months after the fire, being enhanced by the dry season. Regarding species richness, productivity, and aboveground biomass dynamics, fire exclusion had the most negative impact on plant communities, affecting the richness and cover of forbs and graminoids, total species richness, taxonomic and functional diversity, and the productivity of the herbaceous layer. The treatment of early fires also resulted in lower total and graminoid species richness and lower taxonomic diversity than the other fire treatments. Communities in the herbaceous layer of open savannas showed to be resilient to annual fire, maintaining stable diversity and productivity. The findings obtained through this study provide new information about the medium-long-term effects of different fire regimes in open savannas and may guide the development of management actions and public fire policies that ensure the conservation of tropical savannas.