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Efeitos da fragmentação do Cerrado sobre a biodiversidade

O que é a pesquisa

O Cerrado é o segundo dos biomas (ambientes onde existe vida, habitats) brasileiros em extensão e um dos mais ameaçados pela crescente expansão da fronteira agrícola.

Com uma área estimada entre 1,5 a 1,8 milhões de km2, a região do Cerrado é a segunda maior região biogeográfica da América do Sul, ficando atrás somente da Amazônia, estando localizada no Brasil Central, com pequenas extensões no leste da Bolívia e nordeste do Paraguai.

O Cerrado possui bordas com as duas maiores florestas do continente (Amazônia e Floresta Atlântica) e com as duas maiores áreas secas da América do Sul (Chaco e Caatinga).

O Cerrado é dominado por extensos planaltos, separados por depressões periféricas. As cabeceiras de alguns dos maiores rios sul-americanos (p. ex.: São Francisco, Tocantins, Araguaia, Xingu, Tapajós e Paraguai) estão localizados sobre o topo dos planaltos dessa região. O clima é tropical e sazonal (isto é, tem estações fixas no ano). O período seco vai de Maio a Setembro-Outubro, os meses mais frios. A temperatura média anual fica entre os 20 e os 26 graus.

A divisão do Cerrado em planaltos e depressões explica muitas das diferenças observadas na paisagem da região. No topo dos planaltos, a vegetação dominante é o que efetivamente se chama cerrado, que cobre cerca de 85% da região: pode variar de um campo limpo, formação campestre com nenhuma ou pouca vegetação lenhosa, até o cerradão, tipo de floresta densa com a copa mais ou menos fechada. Em composição, a vegetação do Cerrado é muito mais heterogênea do que se imaginava. Pesquisas anteriores já encontraram 537 espécies de plantas lenhosas em 98 sítios do Cerrado, sendo nenhuma ocorreu em todos os sítios e 158 espécies (30%) foram registradas somente em um sítio.

No topo de alguns dos mais altos planaltos, moldados sobre rochas, há um tipo especial de vegetação chamado campos rupestres, que possui uma flora rica e especializada. As florestas no topo de planaltos são restritas ao longo dos cursos de rios e riachos, são sempre-verdes e conhecidas por florestas de galeria. As depressões, cuja paisagem é bem mais heterogênea, apresentam mosaicos de diferentes vegetações, como campos sazonalmente alagáveis, cerrado, largas florestas de galeria e grandes manchas de florestas secas.

A fauna e a flora do Cerrado são pouco conhecidas. Estudos anteriores constaram que cerca de 70% da região nunca tinha sido amostrada para aves, um dos grupos animais mais conhecidos do planeta. Para plantas o percentual de área não amostrada chegava a 80%. Para anfíbios e moscas os índices são ainda piores. Só perto de capitais (Goiânia, Cuiabá, Belo Horizonte) e do Distrito Federal há áreas bem amostradas.

Apesar de insuficientemente amostrado, estudos recentes indicam que a biologia do Cerrado é muito mais rica do que se tinha pensado. A flora nativa seria composta de pelo menos 10.000 espécies. A lista de mamíferos não-voadores chegaria a 142 espécies. As espécies de aves seriam 837, número duas vezes maior do previamente estimado. A estimativa para lagartos supõe 41 espécies na região.

Ao mesmo tempo o Cerrado é um dos biomas mais ameaçados da América do Sul. Pesquisas indicam que 50% da região já foi modificada, porcentagem de 4 a 8 vezes maior que a calculada para a Amazônia Brasileira. O grau de modificação é maior no centro-sul da região, e menor em direção da borda norte. Mas o dado já deve estar obsoleto, pois grande parte da vegetação dos estados de Mato Grosso, Maranhão e Tocantins foi substituída nos últimos anos por extensas plantações de soja e arroz.

Somente 0,7% da área está protegida por unidades de conservação federais. O professor Aziz Ab'Saber sugeriu que cerca de 70% da região deveria ser conservada como áreas naturais ou semi-naturais, enquanto os restantes 30% deveriam ser usados eficientemente para atividades econômicas. A criação de novas unidades de conservação no Cerrado não impede o desenvolvimento da região, pois estudos mostram que mais importante do que abrir novas áreas de cultivo é aumentar a produtividade das áreas já utilizadas. O aumento da produtividade das terras já utilizadas levaria à produção de 100 milhões de toneladas de alimento ao ano, o suficiente para alimentar uma população de 250 milhões de pessoas.

Apesar destes estudos, o rumo do desenvolvimento tem sido outro. A exploração da região do Cerrado tem conduzido à fragmentação das paisagens naturais, sendo que pouco se sabe sobre o impacto desta fragmentação sobre a biodiversidade.

Reconhecendo que a fragmentação conduz a efeitos de longo prazo e que diferentes grupos taxonômicos (táxons são as denominações dos gêneros, famílias, espécies, etc., geralmente em latim, adotadas pelos biólogos como forma de classificar os seres vivos), respondem a essa fragmentação de forma diferente, cientistas da Universidade de Brasília, apoiados por especialistas de outras cinco Universidades, do Museu Paraense Emílio Goeldi e da EMBRAPA propõem:

1.investigar os efeitos da fragmentação sobre a biodiversidade e a estrutura genética dos seres vivos da região (plantas lenhosas, mariposas, cupins, moscas do gênero Drosophila, répteis, anfíbios, aves e mamíferos não-voadores) em fragmentos naturais e antrópicos (i. é, criados por ação humana) de vegetação do Cerrado, e
2.identificar um conjunto de estratégias para que se possa interferir favoravelmente no processo de fragmentação da vegetação do Cerrado.

Os resultados deste projeto serão diretrizes (normas) para o manejo (isto é, exploração sustentada, racional) dos recursos biológicos da vegetação do Cerrado, contribuindo para a melhoria de políticas públicas voltadas para a conservação deste bioma quase que exclusivamente brasileiro.

Importância da pesquisa

Com esta pesquisa espera-se:
1.determinar a relação entre a biodiversidade de fragmentos naturais de Cerrado com seu tamanho e outras características físicas;
2.determinar se a composição de espécies de fragmentos menores tende a ser um subconjunto previsível do conjunto de espécies de fragmentos maiores, mais ricos em número de espécies;
3.determinar se fragmentos maiores tendem a abrigar mais espécies que diversos fragmentos menores, com a mesma área cumulativa;
4.determinar se fragmentos menores de Cerrado são relativamente pobres em espécies vulneráveis;
5.determinar o efeito da fragmentação sobre a estrutura genética das populações de algumas espécies vulneráveis;
6.realizar um simpósio sobre fragmentação do Cerrado para consolidar os resultados do trabalho; e
7.produzir e disponibilizar, via Internet, uma base de dados sobre fragmentação do Cerrado.

Vale lembrar que a região do Cerrado é um dos biomas brasileiros mais modificados pelo homem. Grandes áreas têm sido substituídas por pastagens, campos agrícolas ou árvores exóticas. Isto gera um mosaico de fragmentos de vegetação de vários tamanhos e graus de conservação.

Apesar disso, praticamente não existem estudos sobre os efeitos deste tipo de fragmentação sobre a biodiversidade regional.

A proposta desta pesquisa, de comparar os efeitos da fragmentação sobre grupos diferentes de organismos, possibilita pela primeira vez uma visão integrada das respostas dos seres vivos do Cerrado a este tipo de modificação antrópica.

Isto é muito importante, pois os efeitos da fragmentação são muito influenciados pelas especificidades de cada tipo de ser vivo, como a variabilidade nos atributos genéticos e características da história de vida.

Além disso, ao comparar fragmentos naturais com fragmentos feitos pelo homem nas últimas décadas é possível incorporar ao projeto um componente temporal, nunca antes investigado em quaisquer projetos sobre fragmentação.

Além disso, uma pesquisa assim requer uma abordagem multidisciplinar, com especialistas em diferentes grupos taxonômicos e conhecedores de sistemática, biogeografia, genética, ecologia de paisagens e biologia da conservação. Como essas competências quase nunca se encontram agrupadas numa só instituição, o projeto leva a parcerias institucionais.

Por isso, nessa pesquisa estão envolvidas instituições brasileiras de competência em suas áreas, com programas qualificados de pós-graduação e que já mantiveram parcerias produtivas. Isto garante o sucesso do projeto e, principalmente, a formação de novos recursos humanos qualificados em abordagens multidisciplinares.

Como é feita a pesquisa

Esta pesquisa parte de algumas hipóteses de trabalho. A primeira é que quanto maiores forem os fragmentos estudados, maior será a diversidade de espécies encontrada. Além disso, em fragmentos de tamanho igual, a diversidade será maior nos de origem natural dos que nos artificiais.

A segunda é que a composição das espécies nos fragmentos menores, naturais ou artificiais, será um subconjunto previsível da composição dos fragmentos maiores, mais ricos em espécies.

A terceira hipótese diz que espécies com alto índice de vulnerabilidade são mais suscetíveis à extinção que aquelas com baixa vulnerabilidade e que o número de espécies vulneráveis diminui com a diminuição da área do fragmento.

A quarta hipótese postula que quanto maior o fragmento, maior a diversidade genética inter-populacional e vice-versa.

Os métodos para estudar a composição e diversidade das espécies nos fragmentos influenciam a escolha das áreas a serem estudadas. De fato, se os efeitos da fragmentação podem demorar a se manifestar, é preciso amostrar dois tipos de áreas diferentes. O primeiro tipo é representado por fragmentos naturais de vegetação do Cerrado, onde, presumivelmente, passou tempo suficiente para que efeitos de longo prazo da fragmentação já tenham se manifestado. Este “bloco de área” consiste de isolados periféricos de Cerrado ao sul de Rondônia. O segundo tipo é representado por fragmentos antrópicos (criados por intervenção humana) de Cerrado no entorno do Distrito Federal.

Em cada bloco, três categorias de tamanho de fragmento foram amostradas: até 10 hectares, de 10 a 100 hectares, e de 100 a 1000 hectares. Em cada categoria de tamanho, amostraram-se 3 áreas, de forma a ter réplicas (base de comparação). A escolha usou mapas do Projeto RADAMBRASIL e avaliações no local. Fotos aéreas recentes - quando disponíveis - e imagens do satélite LANDSAT/TM foram usadas para avaliações mais detalhadas. As áreas de estudo foram mapeadas por computador.

Os seguintes representantes da biota foram amostrados: plantas lenhosas, cupins, moscas do gênero Drosophila, mariposas da família Saturniidae, répteis, anfíbios, aves e mamíferos não-voadores.

A amostragem de plantas lenhosas foi feita para árvores com um diâmetro, na altura do peito, maior ou igual a 5 cm. Observações complementares também foram feitas para a ocasional inclusão de espécies raras. Amostras de tecidos também foram coletadas.

As coletas para amostragem de cupins foram feitas objetivando maximizar o número de espécies. Os cupins são normalmente encontrados em ninhos nas árvores, no solo, em madeira ou sob pedras. Os insetos foram separados de detritos com pinças ou pincel molhado e colocados diretamente em frascos com preservativo.

O material coletado para estudo morfológico foi fixado em etanol 80%. O material coletado para extração de DNA foi fixado em etanol 100%. Os insetos coletados foram para a coleção da Universidade de Brasília.

Para a coleta de moscas Drosophila foram usadas armadilhas com iscas fermentadas, expostas por 3 a 5 dias. O material coletado foi levado para o laboratório em vidros com meio de cultura, devidamente etiquetados. A determinação das espécies foi feita pela morfologia externa dos indivíduos.

Para as mariposas da família Saturniidae foram utilizadas armadilhas luminosas (dois panos brancos de 2 metros quadrados, iluminados por lâmpadas). Esta técnica tem a vantagem de manter os espécimes em boas condições para a identificação. Os insetos coletados foram para a coleção do Centro de Pesquisa Agropecuária dos Cerrados-CPAC da EMBRAPA.

Para répteis e anfíbios usaram-se armadilhas do tipo alçapão. Em cada área de estudo foram instalados cinco armadilhas, cada uma com 15 metros de cerca de lona plástica e quatro alçapões (trata-se de uma espécie de labirinto onde o animal entra e acaba caindo em um dos alçapões). Os alçapões são baldes de plástico de 20 litros e as cercas têm 30 centímetros de altura acima do solo e 20 de profundidade, abaixo do solo. Também foram feitas coletas manuais. Para facilitar a identificação, sempre que possível foi feito um registro da vocalização das espécies. Amostras de tecidos também foram coletadas. Todos as amostras foram para a Coleção Herpetológica da Universidade de Brasília, e em caso de novas descobertas, amostras foram também para o Museu Paraense Emílio Goeldi, o Museu Nacional e o Museu de Zoologia da Universidade de São Paulo.

Para amostrar a fauna de pequenos mamíferos terrestres, usaram-se diversos tipos de armadilhas para maximizar as capturas.. Coletas noturnas, usando arma de calibre .22, foram efetuadas regularmente para obter amostras de animais mais difíceis de capturar em armadilhas. Amostras de tecidos também foram coletadas. As amostras foram para os Museus Nacional do Rio de Janeiro e Paraense Emílio Goeldi.

Censos de aves foram realizados pelo método de contagem por pontos de raio fixo. Para cada fragmento foram usados pelo menos 50 pontos, separados no mínimo por 200 metros. Em cada ponto as aves foram contadas por 15 minutos com ajuda de binóculo prismático. A contagem foi feita entre 6:00 e 10:00 horas, período de maior atividade deste grupo animal. Além disso, observações foram feitas para identificar espécies em geral não registradas durante os censos. Algumas aves foram capturadas com redes ou abatidas a tiros para permitir estudos mais detalhados sobre a variação geográfica e estrutura genética. Aves sacrificadas foram empalhadas e depositadas nas coleções ornitológicas da Universidade Federal de Pernambuco e da Universidade de Brasília. Amostras de tecidos também foram coletadas.

Para analisar a vulnerabilidade, cada espécie foi classificada de acordo com três variáveis: (a) área de ocorrência geográfica, isto é, se a espécie ocorre em uma área ampla ou se é endêmica; (b) especificidade ao ambiente, isto é, se a espécie ocorre numa variedade de ambientes ou se é especializada em um ou poucos ambientes; (c) tamanho de populações locais, isto é, se a espécie é encontrada em grandes ou pequenas populações na sua distribuição geográfica. Os resultados foram ordenados segundo a maior probabilidade das espécies tornarem-se extintas. Assim, espécies com distribuição geográfica restrita, especializadas em um ambiente e de populações pequenas foram considerada mais suscetíveis de extinção que espécies com distribuição geográfica ampla, distribuídas em vários tipos de ambientes e de populações grandes. A ordenação destas variáveis forneceu o índice de vulnerabilidade.

Com o auxílio de modelos e programas de computador específicos foram feitas associações entre tamanho dos fragmentos, vulnerabilidade e diversidade taxonômica.

Para investigar a estrutura genética das espécies foram escolhidas representantes dos diversos grupos estudados (plantas lenhosas, cupins, répteis, anfíbios, aves e mamíferos não-voadores) de acordo com o grau de vulnerabilidade. Estas espécies servem de modelos para investigar os efeitos da fragmentação sobre a estrutura genética das populações. No mínimo foram utilizadas duas espécies de cada grupo: uma espécie muito vulnerável e outra pouco vulnerável. De cada espécie selecionada, foram coletadas amostras de tecido, de forma a se construir um banco de tecidos da biota do Cerrado. As amostras foram armazenadas na Universidade de Brasília.

Texto de divulgação científica publicado em 23 de julho de 2003.