Geoestatística aplicada ao estudo da variabilidade de espécies nativas em fragmentos do cerrado brasileiro no estado de São Paulo

Abstract

[Resumen] Los ecosistemas forestales contienen una gran biodiversidad y, por esta razón, juegan un papel importante como bancos de diversidad. La rápida destrucción de estos ecosistemas es una gran amenaza para la conservación del medio ambiente. En Brasil y en concreto en el estado de São Paulo, el aumento en el uso agrícola del suelo a partir del siglo XVIII implicó una deforestación del terreno. Como consecuencia, el terreno forestal de este estado a finales del siglo XX era aproximadamente del 13%. Teniendo en cuenta la actual necesidad de conservar la biodiversidad, la protección de mosaicos naturales como reservas forestales es un desafío importante. El objetivo general de esta tesis es evaluar el estado de la biodiversidad dentro de fragmentos naturales de bosque brasileño. Se estudiaron dos fragmentos de una reserva forestal localizada en São Paulo (Brasil) con una superficie de 74,21 ha (fragmento A) y 36,25 ha (fragmento B). Se instalaron parcelas de 10 x 10 m a lo largo de cinco transeptos paralelos de 100 m de largo por 10 m de ancho distanciados 10 m entre ellos. Las especies se agruparon en dos clases según su altura: menores de 0,5 m (“herbáceos”) y mayores de 1,3 m (“arborescentes”). Los individuos mayores de 1,3 m se consideraron árboles. Para estimar la riqueza de especies se empleó el índice de Jackknife, para evaluar la similaridad florística entre los fragmentos estudiados se utilizó el índice de Jaccard. Asimismo, se emplearon los índices de diversidad de Shannon-Wiener, de Simpson y el índice de igualdad de Pielou. El análisis de datos de diversidad se realizó mediante técnicas estadísticas y geoestadísticas. El total de individuos inventariados fue de 21.401, pertenecientes a 49 familias, 79 géneros y 140 especies. La familia más abundante fue Euphorbiaceae, con el 38,9% del número total de individuos. El fragmento A presentó 12.998 individuos pertenecientes a 102 especies, englobadas en 79 géneros y 43 familias. El 61,9% del número total de individuos de este fragmento pertenecía a la familia Euphorbiaceae. El fragmento B presentó 8.403 individuos de 86 especies distintas englobadas en 62 géneros y 34 familias. En este fragmento, la familia más abundante fue Rubiaceae con el 52,2% de los individuos. Los fragmentos estudiados presentan baja diversidad comparados con la encontrada en otros bosques del interior del estado de São Paulo. El fragmento A presentó mayor número de especies que el B. Sin embargo, los inventarios florístico y fitosociológico también pusieron de manifiesto que el fragmento A es un área menos conservada (más perturbada) que el fragmento B, lo que es consistente con los valores de indicadores como el índice de Shannon. Además el fragmento A, aunque está más perturbado, parece más estructurada espacialmente que el fragmento B. Los resultados obtenidos mediante las herramientas geoestadísticas son prometedores. Una investigación más detallada resulta necesaria para determinar los patrones de dependencia espacial de cada una de las especies encontradas durante el muestreo.

[Resumo] Os ecosistemas forestais conteñen unha grande biodiversidade e, polo tanto, desempeñan un papel importante como bancos de diversidade. A rápida destrución destes ecosistemas é unha grande ameaza para a conservación do medio ambiente. En Brasil, e especialmente no estado de São Paulo, o aumento no uso agrícola do solo a partires do século XVIII implicou unha deforestación do terreo. Como resultado, o terreo forestal deste estado a finais do século XX era de, aproximadamente, o 13%. Dada a necesidade actual de conservación da biodiversidade, a protección de mosaicos naturais como reservas forestais é un gran desafío. O obxectivo xeral desta tese de doutoramento é avaliar o estado da biodiversidade dentro de fragmentos naturais de bosque brasileiro. Foron estudados dous fragmentos dunha reserva forestal situada en São Paulo (Brasil), cunha superficie de 74,21 ha (fragmento A) e 36,25 ha (fragmento B). As parcelas de 10 x 10 m foron instaladas ao longo de cinco transectos paralelos de 100 m de lonxitude e 10 m de ancho, cunha distancia de 10 m entre eles. As especies foron agrupadas en dúas clases de acordo coa súa altura: menores de 0,5 m ("herbáceos") e maiores de 1,3 m ("arborescentes"). Os individuos superiores a 1,3 m, foron considerados árbores. Para estimar a riqueza de especies utilizouse o índice Jackknife. Para avaliar a similaridade florística entre os fragmentos estudados empregouse o índice de Jaccard. Tamén se utilizaron os índices de diversidade de Shannon-Wiener, de Simpson e o índice de igualdade de Pielou. A análise dos datos de diversidade realizouse utilizando técnicas estatísticas e xeoestatísticas. Inventariáronse un total de 21.401 individuos, pertencentes a 49 familias, 79 xéneros e 140 especies. A familia máis abundante foi Euphorbiaceae, cun 38,9% do número total de individuos. O fragmento A presentou 12.998 individuos pertencentes a 102 especies, incluídas en 79 xéneros e 43 familias. O 61,9% do número total de individuos deste fragmento pertencía á familia Euphorbiaceae. O fragmento B mostrou 8.403 individuos de 86 especies diferentes incluídas en 62 xéneros e 34 familias. Neste fragmento, a familia máis abundante foi a Rubiaceae, cun 52,2% dos individuos Os fragmentos estudados presentaron baixa diversidade en comparación coa atopada noutros bosques do interior do estado de São Paulo. O fragmento A presentou máis especies que o B. Con todo, os inventarios florístico e fitosociológico revelaron que o fragmento A é unha área menos conservada (máis perturbada) que o fragmento B, o que é consistente cos valores dos indicadores como o índice de Shannon. Ademais, o fragmento A, aínda que está máis perturbado, parece máis estruturado espacialmente que o fragmento B. Os resultados obtidos mediante ferramentas xeoestatísticas son prometedores. É necesaria unha investigación máis detallada para determinar os patróns de dependencia espacial de cada unha das especies atopadas na mostraxe

[Abstract] Forest ecosystems posses a great biodiversity and, for this reason, they play a role of paramount importance as diversity banks. The rapid destruction of these ecosystems is a great danger to the conservation of the environment. In Brazil, specifically in São Paulo state, the increase in agricutural soil use from the XVIII century involved land deforestation. As a consequence, by the end of the XX century, the forest land of this state was, approximately, 13%. Taking into account the current necessity for conserving biodiversity, natural fragments protection as forest reserves is an important challenge. The main objective of this thesis is to assess the status of biodiversity within natural mosaics of Brazilian forest. Two plots within a forest reserve located in São Paulo (Brazil) were studied. Their surfaces were 74.21 ha (fragment A) and 36.25 ha (fragment B), approximately. Plots of 10 x 10 m were established along the five paralllel transects of 100 x 10 m and spaced 10 m among them. Species were grouped in two classes according to their height: lesser than 0.5 m (“grasses”), and higher than 1.3 m (“trees”). Individuals higher than 1.3 m were considered as trees. In order to estimate species richness the Jackknife index was used; to evaluate the flora similarities between the two studied mosaics Jaccard index was used. Moreover, the Shannon-Wiener index and those of Jaccard, Simpson and Pielou. Diversity data analysis was performed through statistical and geostatistical methods. The total amount of surveyed individuals was 21.401, included in 49 families, and 79 genres and 140 species. The most abundant family was Euphorbiaceae, with 38,9% of the total individuals. Mosaic A showed 12998 individuals. Mosaic A showed 12998 individuals included 102 species, 79 genres. Mosaico B showed 8.403 individuals for 86 different species included in 62 genres and 34 families. In this mosaic, the most abundant family was Rubiaceae with 52.2% of the individuals. The studied mosaics presented low diversity compared to that found in other forests from inlad São Paulo state. Mosaic A presented a greater count of species than mosaic B. However, floristic and phytosociologic surveys indicated that mosaic A is a less conservated area (more disturbed) than mosaic B; this is consistent with the values from the Shannon index and the other indicators. In addition, mosaic A, although more disturbed, seems to be more spatially structured than mosaic B. The results obtained from geostatistical techniques are promising. Further research is needed in order to determine the spatial dependence patterns for each of the species found during the survey.