05/12/2013 Ecologia de Populações e Comunidades Maxmiller Cardoso Ferreira Mestrando em Ecologia – UnB O que é restauração ecológica na prática? O conceito restauração no sentido amplo: 1º Reparo de algo danificado 2º Recomposição de algo com passado conhecido, porém modificado pelo tempo Restauração Ecológica Restauração ecológica é um processo passivo ou ativo de garantir o restabelecimento de um ecossistema que foi danificado, degradado ou destruído. Restauração passiva: remoção dos gargalos (p.ex. distúrbio) que inibem a regeneração natural. Restauração ativa: deve-se iniciar e/ou acelerar a trajetória ecológica a um estado de referência ou complexidade funcional. Society for Ecological Restoration International Sociedade Internacional da Ecologia da Restauração 3º A arte de trazer de volta o aspecto jovial Restauração pode ser feita em qualquer tipo de ecossistema, seja ele terrestre ou aquático. Essa aula será limitada à vegetações presentes na realidade regional. Como vocês conduziriam uma restauração ecológica em cerrado típico? Qual é o tipo de distúrbio? Qual tipo de uso da terra? Existe possibilidade de retorno natural do sistema (resiliência)? Qual o objetivo da restauração? . Conservação . Recuperação de uma paisagem . Econômico/social Qual é o tipo de distúrbio? Reserva Ecológica do IBGE E uso da terra ? Qual é o tipo de distúrbio? Resiliência: Banco de sementes, rebrotas, nutrientes do solo, espécies invasoras. Evitar o retorno do fogo. Manejar exóticas. Resiliência: Banco de sementes, rebrotas, nutrientes no solo, espécies invasoras. 1 05/12/2013 Qual é o tipo de distúrbio? E uso da terra ? Qual é o tipo de distúrbio? E uso da terra ? Resiliência: Banco de sementes, rebrotas, nutrientes do solo, espécies invasoras. Resiliência: Banco de sementes, rebrotas, nutrientes do solo, espécies invasoras. Objetivos . Conservação . Recuperação de uma paisagem . Econômico/social Objetivos . Recuperação de uma paisagem . Econômico/social . Conservação Objetivos . Recuperação de uma paisagem . Econômico/social . Conservação Michon, G. et al. 2007 . Domestic Forests: A New Paradigm for Integrating Local Communities’ Forestry into Tropical Forest Science. 2 05/12/2013 Objetivos . Recuperação de uma paisagem . Econômico/social . Conservação Objetivo da restauração Tornar o sistema capaz de auto-regenerar e manter minimamente serviços ambientais, como: ciclo da água, ciclagem de nutrientes, biodiversidade, corredor para fauna, etc... Michon, G. et al. 2007 . Domestic Forests: A New Paradigm for Integrating Local Communities’ Forestry into Tropical Forest Science. Adaptado de Chazdon 2008 Importantes teorias ecológicas para a restauração Factores que limitam estabelecimento de árvores Competição e Partição de Nicho Estrutura da vegetação Chuva de sementes Mutualismos (trófico, dispersivo e proteção) História de vida (ciclo vida) Sucessão ecológica (Facilitação, tolerância e inibição) Assembly rules/Regras de montagem Predação de sementes Microclima & Estresse hídrico Propriedades físicas e químicas do solo Germinação de sementes Distúrbio intermediário Micorrizas Estabilidade (Resistência e Resiliência) e estados alternativos Fluxo energia e matéria Herbivoria Sobrevivência e crescimento de plântulas Holl 1998 3 05/12/2013 Abundância de plântulas(tallos/200 (plântula/100m m22)) Abundancia 250 Limitação de propágulos Y = -0.079X+ 164.83 200 R2 = 0.71, P < 0.01 Nicho de persistência 150 100 50 0 0 500 1000 1500 2000 2500 Distância do fragmento florestalde (m) Distancia promedio a fragmentos selva (m) Bellingham 2000 Martines-Ramos & Orth 2002 Sucessão ecológica 1º e 2º Esta sequencia é válida para todos ecossistemas? Clarke 2012 Após a remoção da vegetação de campo limpo, como acontece regeneração natural? Ou mesmo, como restaura-la? Assembly rules Regras de montagem Engenharia de paisagens/ ecossistemas (Cientista ambiental= Biólogo, Ecólogo, Engenheiro Florestal, etc...) Teorias ecológicas Como restaurar pensando na montagem de um ecossistema/paisagem ? Como restaurar as interações dentro e entre as espécies? 4 05/12/2013 Regras de montagem -> Restauração ecológica (Ecologia de paisagens). Corredores (restauração) para conectar fragmentos. Assembly rules Regras de montagem Como restaurar as interações dentro e entre as espécies? Fragmento de Cerrado Matriz Agrícola (p.ex. soja) Miofilia Ornitofilia Psicofilia 5 05/12/2013 Fixadoras de N. Incorporadoras de biomassa (facilitadoras) Ornitocoria Poleiros Qual procedimento (técnica) vocês usariam para restaurar um campo limpo, um cerrado típico e uma mata de galeria com fraca regeneração natural, presença de gramíneas exóticas e que foi transformada em Unidade de Conservação? Pode-se utilizar o mesmo procedimento para as três fitofisionomias? OU Quais espécies e/ou guildas poderiam ser incluídas em cada caso? Primeiro passo: estudar a estrutura (tabela esquemática) das três vegetações e traçar os objetivos para cada caso + técnica específica + monitoramento dos resultados + manejo adaptativo = + ou manejo (intervenção) 6 05/12/2013 Basta plantar mudas de árvores? Daniel Vieira Exemplos de técnicas alternativas de restauração • Semeadura direta, plantios diversos, consorciados; • Estacas e cercas vivas; • Deposição de ‘bota-fora. Bosques? 7,5 anos de idade Fróes. 2010. Monografia. Engenharia Florestal. Departamento de Engenharia Florestal. UnB. Semeadura direta Semeadura direta (testando a facilitação por plantas agrícolas) -Baixo custo -Possibilidade de mecanização -Seleção de indivíduos adaptados -Aumento da diversidade genética 7 05/12/2013 Campanha Y Ikatu Xingu – Instituto Sócio-ambiental Foto: Felipe Ribeiro learningfromfarmers.com.au Primeiro ano Foto: Felipe Ribeiro Fotos: Felipe Ribeiro Terceiro ano Segundo ano Foto: Felipe Ribeiro Foto: Felipe Ribeiro 8 05/12/2013 Preencher o solo em Cerrado = vencer as exóticas Quinto ano Foto: Felipe Ribeiro Por que estacas? . ↓custos: ≈ 70% dos custos da restauração são da coleta de sementes e atividades de viveiros Rebrotas e Estacas . Crescimento rápido: Estacas partem de 2,5 m, abafam o capim – aumentam a eficiência da restauração . Grande potencial de regeneração por rebrota de espécies de Cerrado e Matas Secas ; . Introduzir árvores como estacas de cercas-vivas aumenta a cobertura arbórea e reduz a pressão nas vegetações nativas – potencial de restauração da paisagem Castanheira da praia (Bombacopsis glabra) como mourão vivo Utilizada por descendentes de Açorianos na Ilha de Santa Catarina Cerca de 2 anos Do Carmo, V.B. 2006. Dissertação. PPG Agroecossistemas. UFSC. 9 05/12/2013 Perspectiva de uma paisagem integrada Rio Frio, Costa Rica Harvey, C.A. 2009. World Congress of Agroforestry Capacidade de rebrota – Estudo preliminar . Boas perspectivas para algumas espécies de Cerrado % de caules brotados (170 dias) 100 Jacaranda 80 Enterolobium Aspidosperma 60 Cavanilesia Astronium 40 Amburana Acacia 20 Tabebuia Lonchocarpus Copaifera Sterculia Anadenanthera 0 0 20 40 60 80 % de raízes brotadas (170 dias) Figura. Porcentagem de rebrotas de estacas e de raiz em plântulas de 5 meses. 100 Mata seca (Fercal) 10 05/12/2013 De 0,40 a 1m de solo removido = Rebrotas de raiz três meses após o corte e remoção de solo Espécies “boas rebrotadoras” são boas estacas? M. urundeuva (Seca-Seca): 23% brotaram raízes 11 05/12/2013 Utilização da CSS Transposição da Camada superficial do solo (CSS ou Top soil) Baixo custo Aproveitamento de material indesejado Restaura solo e vegetação simultaneamente Rápida rebrota de indivíduos maduros Possibilidade de germinação de sementes no banco do solo Banco de raizes e caules Resgate do germoplasma do ecossitema Alta diversidade e densidade de regenerantes Criação de microambientes heterogêneos Supressão de 2,5 ha para construção do I.F. no Gama Deposição em 1 ha em Parque Distrital Utilização da CSS Deposição da CSS Daniel Vieira Daniel Vieira Daniel Vieira 18 meses Daniel Vieira 12 05/12/2013 Plantio convencional (10 anos) Remoção da CSS na mata seca da Fercal Murundus 40 cm 20 cm 13 05/12/2013 Escolha de técnicas de restauração Conhecendo os impedimentos à regeneração natural de cada área é possível direcionar a escolha da técnica. Alto grau de incerteza Quanto maior as opções de técnicas disponíveis maior a chance de dar certo Monitoramento dos resultados + Manejo adaptativo 14