1    Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” Campus de Botucatu Instituto de Biociências Departamento de Botânica Análise de microclima e cobertura de dossel em áreas refloestadas nas estações de chuva e seca no Reservatório de Capivara, Paraná. Carolina Capel Godinho Orientador: Prof. Dr. José Marcelo D. Torezan Botucatu – SP 2012 2    Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” Instituto de Biociências Departamento de Botânica E Universidade Estadual de Londrina Centro de Ciências Biológicas Departamento de Biologia Animal e Vegetal Análise de microclima e cobertura de dossel em áreas refloestadas nas estações de chuva e seca no Reservatório de Capivara, Paraná. Carolina Capel Godinho Monografia apresentada ao Departamento de Botânica do Instituto de Biociências de Botucatu para obtenção do título de Bacharel em Ciências Biológicas Orientador: Prof. Dr. José Marcelo D. Torezan (Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Biológicas, Laboratório de Biodiversidade e Restauração de Ecossistemas) Supervisora: Profª. Drª. Carmen Silvia Fernandes Boaro Botucatu – SP 2012 3    Agradecimentos - Aos meus pais e avós, por todo amor, atenção e compreensão que sempre me deram; e aos meus irmãos, que são os grandes amores da minha vida, pedacinhos de mim; - Aos meus queridos amigos da faculdade e da vida, Tixa, Layra, Kutí e Leandro, por todo o companheirismo, amor, alegria e a capacidade de tornar qualquer momento divertido; -À Rita, por toda a ajuda científica e por todas as conversas e risadas; -Às minhas companheiras londrinenses, Paulinha, Michele e Karen, por me receberem em suas vidas com tanto carinho; -Ao Wadt, por todos os momentos, alegrias e expectativas compartilhados nos últimos meses; -A minha querida amiga Marina, por todas as coisas e cores que colocou em minha vida; - À XLIII Turma de Biologia, pelos cinco inesquecíveis anos juntos; - A todos os irmãos e amigos do CAVJ, Seção da Biologia, Área de Vivência e Comissão deRecepção dos Bixos, por compartilharem angústias, anseios e conquistas; - A todos os professores, técnicos, funcionários e pós-graduandos do Departamento de Botânica, por todo suporte durante a minha formação como bióloga e toda a diversão e criatividade noscursos de férias; -À minha querida supervisora, professora Carmen Boaro, por todos os ensinamentos, pelo apoio em tantos trabalhos e sonhos, e por todo o carinho; - A todos que me acolheram e ajudaram no Labre – UEL; à Lya,pela nova amizade,toda disposição e infinita paciência em ajudar sempre que precisei; e aos técnicos Oda e Ed, por todo o suporte nos campos e todos os mais variados ensinamentos; - Finalmente, agradeço ao professor José Marcelo Torezan por me receber no LABRE, por todos os ensinamentos e dicas epela excelente orientação. 4    Resumo O estudo das analises microclimáticas foi desenvolvido no Laboratório de Biodiversidade e Restauração de Ecossistemas da Universidade Estadual de Londrina, Paraná, e foramselecionados cinco talhões de reflorestamento de diferentes idades ao longo do Reservatório de Capivara, Paraná. Em cada talhãoforam registrados dados de temperatura, umidade do ar e cobertura de dossel,nos meses de março e agosto, período de chuva (verão) e de seca (inverno), respectivamente.Os dados foram comparados em busca de uma relação entre cobertura de dossel e microclima nos talhões de diferentes idades e nas diferentes estações. As amostragens demonstram que há uma diferença significativa entre as estações considerando as variáveis estudadas e que as variações estruturais do reflorestamento e a arquitetura das diferentes espécies que a compõem resultam em variações na cobertura do dossel, que por sua vez implicam em variações microclimáticas importantes para o processo de regeneração. 5    Sumário 1. Introdução__________________________________________10 2. Objetivo____________________________________________14 3. Material e Métodos___________________________________15 4. Resultados e Discussão________________________________19 4.1. Comparação entre as estações_________________________20  4.2. Comparação entre as áreas de diferentes idades___________21 5. Conclusões__________________________________________25 6. Referências Bibliográficas______________________________26 6    Índice de figuras: Figura 1: Mapa indicando os municípios onde foi desenvolvido o estudo................pag. 8 Figura 2: Fotografia do perfil do reflorestamento do município de Sertaneja – PR..pag. 9 Figura 3: Coletor de dados preso ao tronco de uma árvore em uma área estudada no município de Sertaneja – PR....................................................................................pag. 10 Figura 4: Câmera fotográfica para registro da cobertura de dossel.........................pag. 11 Figura 5:Fotografias hemisféricas do dossel de um reflorestamento estudado no município de Rancho Alegre – PR. À esquerda, imagemobtida no mês de março, referente ao período de chuva (verão; março de 2011), e à direita, imagem obtida no período seco (inverno, agosto de 2011)...................................................................pag. 12 Figura 6:Comparativo da temperatura (ºC) com as estações de chuva (agosto) e seca (março).....................................................................................................................pag. 13 Figura 7:Comparativo da umidade do ar (ºC) com as estações de chuva (agosto) e seca (março)....................................................................................................................pag. 13 Figura 8:Comparativo da cobertura de dossel (%C) com as estações de chuva (agosto) e seca (março)............................................................................................................pag. 14 Figura 9:Comparativo da cobertura de dossel (%C) por áreas...............................pag. 15 Figura 10:Comparativo da umidade (ºC) por áreas................................................pag. 16 Figura 11:Comparativo da temperatura (ºC) por áreas...........................................pag. 16 7    1.Introdução O clima é um dos fatores mais importantes do ambiente, afetando a estrutura e o funcionamento dos ecossistemas (Zheng et al., 2000). Embora os efeitos do macroclima dominem as maiores escalas temporais e espaciais, o microclima influencia diretamente os processos ecológicos em escalas menores (Campbell & Norman 1998, Waring & Running 1998). O microclima de uma floresta é caracterizado principalmente pela modificação da luz que penetra através do dossel (Gandolfi 2003), mas também pela presença de gradientes de temperatura e umidade. A cobertura promovida pelo dossel controla a quantidade, a qualidade e a distribuição temporal e espacial da radiação solar, determinando níveis diferenciados de umidade do ar, temperatura e de umidade do solo (Jennings et al. 1999) Dependendo do processo ecológico estudado, uma avaliação ambiental em pequena escala (e.g., medidas de temperatura do ar) pode expressar as interações locais relevantes, mas que em muitos casos não são passíveis de extrapolação para escalas maiores (Root & Schneider, 1995). Portanto, a compreensão da interação entre as condições climáticas e a estrutura do ambiente em diferentes sítios é importante para avaliar a dinâmica dos processos ecológicos de uma região (Chen et al.,1999). Desta forma, o presente trabalho busca identificar possíveis diferenças microclimáticas e de cobertura de dossel em reflorestamentos de floresta estacional semidecidual. 2.Objetivos Verificar as diferenças microclimáticas (temperatura, umidade do ar) e de porcentagem de cobertura do dossel nas estações de chuva (verão) e seca (inverno), em cinco reflorestamentos de idades diferentes, no Reservatório de Capivara, PR.   3.M O est do es ocup Köep Os p 2x3, ocasi Material e M tudo foi rea stado do Pa pado com c ppen, com c Figura 1 plantios fora com manut ião da amos Métodos alizado em r araná), situa cultivo de s cerca de 140 1: Mapa ind am feitos c tenção (cap stragem os r reflorestame ados sobre L soja. O clim 00mm de ch icando os m om cerca d ina manual reflorestame entos ao lon Latossolo R ma da regiã huva por an municípios o de 50 espéc e roçada m entos tinham ngo do Rese Roxo Eutrófi ão é caracte no. onde foi des cies arbórea mecânica ape m 76, 84, 88 ervatório de ico, em terr erizado com senvolvido o as nativas, e enas) até o s 8, 93 e 99 m e Capivara ( reno previam mo Cfa seg o estudo. em espaçam segundo an meses. 8  (norte mente gundo mento no. Na   Foram área. totali (EL- 1,0m F m monitora A amostr izando 24 r USB2, Las m de altura n Figura 2: Fo adas a temp ragem foi registros po scar Eletron no centro de otografia do peratura (oC) realizada d or dia atrav nics). Os co e cada ponto perfil do re ) e a umida durante 7 d vés de colet oletores fora o. eflorestamen ade relativa dias consec ores de dad am acoplad nto estudado do ar em 5 cutivos, de dos eletrôni os em tronc do. 5 pontos em hora em icos automá cos de árvo 9  m cada hora, áticos ores a   Fig Opto após hemi posic tripé próxi utiliz arcos gura 3: Col ou-se por tra o registro d isféricas, co cionada com ajustável d ima a cada zado o soft seno da raiz letor de dad abalhar com dos dados. A om uma len m a parte su de forma a coletor de d tware Gap z quadrada d dos preso ao municípi m os valores A cobertura nte de distâ uperior alin a ser alinha dados. Para Light Anal da proporçã o tronco de u io de Sertan s máximos a de dossel ância focal nhada com ada horizon a estimar a p lyzer 2.0, t ão da cobert uma árvore neja – PR. e mínimos (CD) foi m de 8 mm, o norte ma talmente. P porcentagem transforman tura do doss em uma áre das variáve medida atrav com a câm gnético, mo Produziu-se m de cobertu ndo-se as p sel. ea estudada eis, identific vés de fotog mera fotogr ontada sobr e uma fotog tura de doss porcentagen 10  a no cados rafias ráfica re um grafia sel foi ns em   Os d operí époc respe Para utiliz a cob Figu dados foram íodo das ch as em qu ectivamente verificar as zada Anova bertura de d ura 4: Câmer m coletados huvas (verã ue o doss e, devido à p s possíveis d a (p£0,05) dossel foi ut ra fotográfi duas vezes ão), e outra el apresen presensa de diferenças n e para aval ilizada anál ca para regi em um an no mês de nta maior espécies ab nas variávei liar as intera lise de regre istro da cob o, uma vez e agosto,no e menorp bóreas decíd is entre os s ações entre essão. bertura de do no mês de período de orcentagem dua. sítios de refl os dados m ossel. e março. Du e seca (inve m de cobe florestament microclimáti 11  urante erno), ertura, to, foi icos e   4.Re 4.1.C O ho relati verão de 1 pluvi A co 74,33 difer Figur muni refer perío No m 42,5 esultados Comparaçã orário das iva do ar n o, a temper 5,5oC. A u iométrica du obertura do 3%, com a rença signifi ra 5: Fotogr icípio de Ra rente ao perí odo seco (in mês de agos e 10,5oC, e Discuss ão entre as 15:00 hora nos reflorest atura variou umidade at urante as ob dossel entr média dos ficativa entre rafias hemis ancho Alegr íodo de chu nverno, agos sto, amostra , com amp são estações as correspo tamentos. N u entre 35,5 tmosférica v bservações. re os ponto reflorestam e as áreas. sféricas do d re – PR. À e uva (verão; m sto de 2011) agem do pe plitude tér ondeu à ma No mês de m 5 e 17,0oC, variou entr os de observ mentos varia dossel de um esquerda, im março de 20 ). eríodo de se rmica diári aior temper março, rela com ampli re 98,5 e 4 vação neste ando de 77, mreflorestam magemobtid 011), e à dir eca-inverno, a máxima ratura e à ativo ao per tude térmic 47,5%. Hou e período va ,15 a 81,82 mento estud da no mês d reita, image , a temperat de 20,29o menor um ríodo de ch ca diária má uve precipi ariou de 86 2%, não hav dado no de março, em obtida no tura variou oC. A um 12  midade huvas- áxima itação 6,31 a vendo o entre midade 13    atmosférica variou entre 94,5 e 29,5%.A cobertura do dossel entre os pontos de observação variou de 74,95 a 60,00%,na mesma estação. Estações F(1, 47)=118,69, p=,00000 agosto março estações 28,5 29,0 29,5 30,0 30,5 31,0 31,5 32,0 32,5 33,0 T em pe ra tu ra ( o C ) Figura 6: Comparativo da temperatura (ºC) com as estações de chuva (agosto) e seca(março). Estações F(2, 46)=189,20, p < 0,0001 agosto março estações 40 45 50 55 60 65 70 U m id ad e (o C ) 14    Figura 7: Comparativo da umidade do ar (ºC) com as estações de chuva (agosto) e seca (março). Estações F(2, 46)=189,20, p < 0,0001 agosto março estações 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 % C Figura 8: Comparativo da cobertura de dossel (%C) com as estações de chuva (agosto) e seca (março). As comparações feitas durante as amostragens das duas estações indicam a maior porcentagem de cobertura de dossel na estação chuvosa, no mês de março, e menor, na estação seca, respectivamente, devido ao caráter decíduo da mata. A temperatura média, na estação chuvosa foi menor que na estação seca e a umidade do ar mostrou comportamento contrário, tendo maiores índices no período de chuva e menores na seca. Estas duas variáveis acompanham a diferença na cobertura de dossel, onde menor porcentagem de cobertura permite o aumento da temperatura, que reduz a umidade do ar, gerando assim o microclima específico de cada área em cada estação. 15    4.2.Comparação entre as áreas de diferentes idades Não houve diferença significativa nas variáveis microclimáticas entre os reflorestamentos, indicando que, embora os mesmos tenham diferentes idades, outras fontes de variação, a heterogeneidade na cobertura florestal em cada área, podem influenciar mais fortemente.Assim, no intervalo de idades amostrado, a variação da estrutura florestal é menor do que a variação existente entre os diferentes pontos amostrais dentro de cada talhão, como pode se depreender dos resultados de cobertura florestal, que variaram entre estações mas não entre talhões/idades. Cobertura do dossel %C: F(4;45) = 0,3023; p = 0,8749 Modelo = 76,507-1,6821*x+0,2589*x^2 1 2 3 4 5 área 58 60 62 64 66 68 70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 % C Figura 9: Comparativo da cobertura de dossel (%C) por áreas. 16    Umidade Umidade: F(4;44) = 0,2802; p = 0,8892 Modelo = 60,3894-1,3582*x+0,0175*x^2 1 2 3 4 5 área 35 40 45 50 55 60 65 70 75 U m id a d e ( o C ) Figura 10: Comparativo da umidade (ºC) por áreas. Temperatura Temperatura: F(4;44) = 0,7404; p = 0,5696 Modelo = 30,1934+0,2752*x-0,0523*x^2 1 2 3 4 5 área 27 28 29 30 31 32 33 34 35 T em pe ra tu ra ( o C ) Figura 11: Comparativo da temperatura (ºC) por áreas. 17    Com efeito, observou-se que o microclima depende significativamente da cobertura florestal, tanto com relação à umidade atmosférica, quanto à temperatura do ar. As variações na densidade da folhagem nas copas das diferentes espécies e na densidade de árvores sobreviventes nos reflorestamentos resultam em variações na cobertura do dossel, que por sua vez implicam em variações microclimáticas. Estas fontes de variação mostraram-se mais importantes do que a pequena diferença de idades dos reflorestamentos estudados, que pode ter sido insuficiente para permitir diferenciação no desenvolvimento da estrutura florestal. Esta heterogeneidade nos reflorestamentos pode implicar em diferentes oportunidades para o estabelecimento de juvenis de espécies mais tardias na sucessão (Gandolfi 2003). 5.Conclusão As variações na cobertura do dossel dos reflorestamentos, sejam causadas por diferenças na densidade de árvores, sejam por diferenças na arquitetura das copas, implicam em variações microclimáticas importantes, que por sua vez podem influenciar os processos de estabelecimento de plântulas no estrato inferior destas áreas. 6.Referências CHEN, J.; SAUNDERS, S.C.; CROW, T.R.; NAIMAM, R.J.; BROSOFSKE, K.D.; MROZ, G.D.; BROOKSHIRE, B.L.; FRANKLIN, J.F. Microclimate in forest ecosystem and landscape ecology. BioScience, v. 49, n. 4, p. 288-297, 1999. CAMPBELL G.S., NORMAN J.M. An introduction to environmental biophysics.Springer-Verlag, New York, 1998. 18    GANDOLFI, S. 2003. Regimes de luz em florestas estacionais semideciduais e suas possíveis conseqüências. Páginas 305 -311 em V. Claudino-Saler, editor. Ecossistemas brasileiros: Manejo e conservação. Expressão gráfica editora, Fortaleza, CE. JENNINGS, S.B., N.D. BROWN, e D. SHEIL. 1999. Assessing forest canopies and understory illumination: canopy closure, canopy cover and other measures. Forestry 72(1):59-73. ROOT, T.L.; SCHNEIDER, S.H. Ecology and climate: research strategies and implications .Science, v. 269, p. 334-340, 1995. WARING R, RUNNING SW. Forest ecosystems: analysis at multiple scales. Academic Press, San Diego, 1998. ZHENG, D.; CHEN, J.; SONG, B.; XU, M.; SNEED, P.; JENSEN, R. Effects of silviculturaltreatmentson summer forest microclimate in southeastern Missouri Ozarks . Climate Resarch, v. 15, p. 45-59, 2000.