Como queimadas em diferentes épocas do ano afetam a relação entre gramíneas invasoras e a vegetação nativa de cerrado? - Ribeiro, Gabriella de Faria Oliveira Damasceno [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2017)
Gramíneas africanas são uma das principais ameaças à conservação da biodiversidade do Cerrado por estarem amplamente dispersas no interior de unidades de conservação. Melinis minutiflora e espécies do gênero Urochloa, como U. brizantha e U. decumbens, estão entre as invasoras mais comuns, alterando inclusive, regimes de distúrbio, como queimadas naturais. O fogo é um elemento recorrente em sistemas savânicos e, assim, a vegetação savânica é resiliente e apresenta adaptações ao regime de fogo. Este estudo avaliou 1) o impacto que as gramíneas invasoras Melinis minutiflora e Urochloa brizantha causam na vegetação nativa de Cerrado; 2) o efeito da época de queima no controle destas duas espécies; e 3) as alterações de diversidade das comunidades invadidas em resposta à queimadas em diferentes épocas do ano. A área de estudo está inserida na Estação Ecológica de Itirapina e, até o ano 1998, foi utilizada para silvicultura de Pinus caribaea, sendo que desde, então, fogo e pastejo foram excluídos. O delineamento experimental é composto por 32 parcelas (15x15m) dominadas por uma das duas espécies invasoras (cobertura mínima de 50%) e aleatoriamente submetidas a três tratamentos de queima: precoce (maio), modal (julho) e tardia (outubro), além de parcelas controle não queimadas (4 parcelas/tratamento/espécie invasora = 32 parcelas). Os experimentos de queima ocorreram em 2014 (maio, julho e outubro), sendo a amostragem da vegetação realizada anteriormente às queimas e ao longo de dois anos após sua execução. Realizamos amostragens de biomassa e cobertura da vegetação em subparcelas no interior das parcelas experimentais (15x15m) devido à heterogeneidade do ambiente pós-fogo. Para atender aos objetivos, utilizamos 1) o índice de impacto de Cohen’s D; 2) modelos aditivos mistos para analisar a biomassa das invasoras e da vegetação nativa ao longo do tempo; 3) análises multivariadas (PERMANOVA e PcoA) para estimar a diversidade beta entre parcelas queimadas e não queimadas através da cobertura das espécies invasoras e nativas. Ambas as espécies impactaram de forma mais e menos pronunciada as gramíneas e as herbáceas nativas, respectivamente. Melinis minutiflora exerceu efeitos mais pronunciados do que Urochloa brizantha devido à sua grande produção de biomassa, havendo, ainda uma variação sazonal do impacto. No geral, comunidades invadidas e não-invadidas diferiram entre si em estrutura, assim como diferiram as comunidades invadidas por diferentes espécies. As queimadas prescritas reduziram a abundância de M. minutiflora em todos os tratamentos. Entretanto, a abundância de U. brizantha não foi afetada por nenhuma época de queima, apesar de sua biomassa total ter sido temporariamente reduzida até o final da próxima estação chuvosa. Nas parcelas inicialmente invadidas por M. minutiflora, queimas no início e no final da estação seca favoreceram uma nova invasão por U. brizantha em virtude da disponibilidade de propágulos desta espécie. A biomassa de plantas herbáceas não-graminóides foi aumentada nas parcelas invadidas por Melinis minutiflora após queimadas modais. Considerando o efeito da época de queima nas comunidades como um todo, a identidade da espécie invasora foi relevante nas respostas observadas. Nas comunidades invadidas por M. minutiflora, a época de queima aumentou a diversidade das parcelas queimadas em relação aos controles não-queimados, com exceção do tratamento tardio, que ao fim de dois anos resultou em comunidades menos diversas. Nas comunidades invadidas por U. brizantha, fogo em qualquer época diminuiu a diversidade das parcelas queimadas em relação às parcelas controle, mas após dois anos da realização das queimadas há uma tendência em retomar os valores encontrados no ambiente pré-fogo. Estas respostas das comunidades à época de queima são dependentes da regeneração da invasora inicialmente dominante em cada uma delas. M. minutiflora foi reduzida pelas queimas em todas as épocas, criando no interior da comunidade espaços de solo nu, que deram origem a processos estocásticos de colonização, guiados principalmente pela disponibilidade de propágulos de espécies nativas e de U. brizantha. Por sua vez, nas comunidades dominadas por esta invasora, sua rápida regeneração inibiu o estabelecimento de espécies nativas em virtude da ocupação do espaço e da sobreposição no nicho temporal. Em função das respostas levantadas neste estudo, recomendamos o uso de queimadas prescritas em julho (meio da estação seca) para controle de Melinis minutiflora visando aumentar o sucesso de projetos de restauração de Cerrado. O uso de queimadas prescritas para o controle de Urochloa brizantha, entretanto, deve ser realizado apenas para remover temporariamente sua biomassa do sistema, permitindo a implementação de outras ações de restauração, como a semeadura de espécies nativas.

African grasses are one of the major threats to Cerrado’s biodiversity conservation due to their broad distribution inside nature preserves. Melinis minutiflora and species from the genus Urochloa, like U. brizantha and U. decumbens, are the most common invasive species, being able to alter disturbance regimes, like natural fires. Fire is a recurrent element in savannic ecosystems, and thus, savannic plants are resilient and adapted to fire regime. This study evaluated 1) the impact of Melinis minutiflora and Urochloa brizantha on native Cerrado vegetation; 2) the effect of fire season on their control; and 3) modifications of diversity in invaded communities due to fire season. The study area is located inside the Estação Ecológica de Itirapina, and until 1998, was used as Pinus caribea plantation, since when fire and cattle grazing were excluded. The experimental design is composed by 32 plots (15x15m) dominated by one of the two invasive species (minimum cover of 50%) randomly submitted to three fire treatments: Early- (May), Mid- (July) and Late-Dry (October) fire season, in addition to unburned controls (4 plots/treatment/invasive species = 32 plots). All fire experiments were conducted in 2014 (May, July and October) and vegetation sampling occurred before burning and during two years after its execution. Biomass and percentage cover data was collected at subplots inside the experimental plots (15x15m) due to spacial heterogeneity in the post-fire environment. Aiming to answer our questions, we used 1) the Cohen’s D impact index; 2) mixed additive models to analyze the temporal variation of biomass from native and invasive species; 3) multivariate analysis (PERMANOVA and PCoA) of native and invasive cover data to investigate diversity modifications on burned and unburned plots. Both invasive species respectively impacted more and less the native graminoids and forbs. Melinis minutiflora exerted more pronounced effects than Urochloa brizantha due to its huge biomass production, and there is also a seasonal variation of its impact. In general, invaded and non-invaded communities differed in structure, as well as communities invaded by distinct species. Fire in any season reduced M. minutiflora abundance, while U. brizantha was not affected by fire, despite its total biomass had been temporarily reduced until the end of the next rainy season after burning. On communities initially invaded by M. minutiflora, Early- and Late-Dry fire season favored a new invasion by U. brizantha due to this species propagule availability. Biomass of forbs was increased only in communities initially invaded by M. minutiflora burned at the Mid-Dry season. Overall, the invasive species identity was influential on the effect of fire season. On communities invaded by M. minutiflora, Early- and Mid-Dry fire season increased diversity in relation to unbuned controls, while Late-Dry fire season resulted in less diverse communities after two years. On communities invaded by U. brizantha, fire in any season decreased diversity, but two years after burning there is a tendency to resume values from pre-fire conditions. The regeneration of the initially dominant invasive species influences the community response to fire season. M. minutiflora was reduced by fire in any season, creating open gaps inside the vegetation and leading to stochastic colonization process, mainly guided by propagule availability from native species and from U. brizantha. On the other hand, on communities dominated by this species, its fast regeneration had inhibited the establishment of native species due to space colonization and overlapping of the temporal niche. Considering the results found by this study, we recommend the use of prescribed burnings at July (Mid-Dry season) to control Melinis minutiflora and to maximize the success of Cerrado restoration projects. However, the use of prescribed burnings to control U. brizantha should only be used to temporarily reduce its biomass, favoring the implementation of other management actions like direct seeding of native species.
How fire at different times a year affect the relationship between invasive grasses and the Cerrado native vegetation?
Keywords: Melinis minutiflora; Urochloa brizantha; Restauração ecológica; Invasão biológica; Manejo de espécies invasoras