MACROFAUNA DO SOLO EM DIFERENTES SISTEMAS DE … · equipe Maximiliano Henrique Pasetti, Rafael...

MARCIO GONÇALVES DA ROSA

MACROFAUNA DO SOLO EM DIFERENTES SISTEMAS DE USO NO OESTE E PLANALTO CATARINENSE

Dissertação apresentada ao Curso de Pós-graduação em Manejo do Solo, da Universidade do Estado de Santa Catarina, como requisito parcial para obtenção do título de mestre. Orientador: Dr. Osmar Klauberg Filho Coorientador: Dr. Dilmar Baretta

LAGES-SC

2013

R788m

Rosa, Marcio Gonçalves da

Macrofauna do solo em diferentes sistemas de uso nas regiões Oeste e Planalto Catarinense. / Marcio Gonçalves da Rosa. – 2013.

129 p. : il. ; 21 cm

Orientador: Osmar Klauberg Filho Coorientador: Dilmar Baretta

Bibliografia: p. 110-129 Dissertação (mestrado) – Universidade do

Estado de Santa Catarina, Centro de Ciências Agroveteinárias, Programa de Pós-Graduação em Manejo do Solo, Lages, 2013.

1. Biodiversidade. 2. Macrofauna do solo. 3. Atributos físicos e químicos. 4. Sistemas de uso do solo. I. Rosa, Marcio Gonçalves da. II. Klauberg Filho, Osmar. III. Universidade do Estado de Santa Catarina. Programa de Pós-Graduação em Manejo do Solo. IV. Título

CDD: 631.4 – 20.ed.

Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca Setor ial do CAV/UDESC

Dedico esse trabalho a todos os biólogos que conseguem ver o espetáculo da vida de uma forma surpreendentemente mágica, sem o reducionismo das exatas e sem toda a filosofia das humanas (autor desconhecido)

AGRADECIMENTOS

Primeiramente gostaria de agradecer aos meus pais, Luiz e Cenilva, que foram figuras essenciais para o aporte psicológico.

Ao Prof. Dr. Dilmar Baretta que por mais que haja esse elemento pré-textual da dissertação, seria impossível agradecer o apoio e as lições, que sem sombra de dúvida foram determinantes para que esse trabalho fosse executado.

Ao Prof. Osmar Klauberg Filho pela orientação; A Prof. Marie L. C. Bartz pela co-orientação e pela

gentileza em identificar as espécies de minhocas; Ao Prof. José Paulo Filipe Afonso de Sousa pelo suporte

na análise dos dados; A prof. Carolina Maluche-Baretta pelas longas conversas,

conselhos, risadas e apoio; Ao Luís C. Iuñes Pereira Filho pela ajuda; A Júlia Segat pelo apoio, correções e dicas; Ao meu colega Guilherme F. Peixe pela amizade durante

esses dois anos em Lages; Aos meus colegas Eduardo Felisberto e Janaína Broering

pela parceria durante todo o mestrado; A Gessiane, pelas dicas, conselhos, xingões, conversas

aleatórias, PL, pelo companheirismo e por último, mas NÃO menos importante, muito pelo contrário, pela Amizade!

A Myrcia Minatti e sua mãe Dona Salete A. Minatti que foram minha família postiça em durante esse tempo de mestrado, mas não somente isso, por todo o apoio psicológico e espiritual necessário;

Aos que foram FUNDAMENTAIS para esse trabalho, Rafael Anselmi, Evandro Schoenell, Rogério Foralosso, Eduardo Lucianer, Deives Girardi sem a ajuda de vocês esse trabalho com certeza não seria possível, mas não somente vocês, a equipe Maximiliano Henrique Pasetti, Rafael Brietzke., Patrícia Tormen, Talyta Zortea, Talita Reginatto, Iara Marins, Manuela Testa, Edpool Rocha, Renato Orso, Roney Debastiani, Marcos Locatelli, Ana Lovatell, Ivandro Fachini, Juciane da Rosa, Sonia Fachin, Alexandre Bernardi, Matheus Benetti, Julia Machado, Katiane Casarotto, Rafael Alan Baggio, Edimar Custodio, Patrick

Castro e outros desconhecidos que se sensibilizaram com a situação.

A Sheila Trierveiller pela amizade, parceria, pelas risadas e desesperos!

A Adriana Maggi, Aline Lucca, Lúcia S. Sobral e Vanessa S. Navas pela amizade de longa data e apoio durante o curso do mestrado.

A Marta Barbosa, Marli Wietzycosky, Roseli Fatima Hlebosky, Marvina F. Hipolito, pelo companheirismo, risadas e apoio!

A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Ensino Superior (CAPES), pelo apoio financeiro concedido através da bolsa de estudo;

Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnológico (CNPQ), pelo financiamento do projeto de pesquisa, selecionado através do Edital MCT/CNPq/MEC/CAPES Nº 47/2010 FAPESC (Processo 6.309/2011-6/FAPESC) e CNPq (Processo: 563251/2010-7/CNPq) Projeto SisBiota-SC

“Você tem que ser teu próprio pronto socorro! Você tem que saber que não é invulnerável, que irão te fazer a corte e os cortes, mas nunca as suturas”.

(Felipe Leprevost)

RESUMO

ROSA, Marcio Gonçalves Da. Macrofauna do solo em diferentes sistemas de uso nas regiões Oeste e Planalto Catarinense. 2013.118p. Dissertação (Mestrado em Manejo do Solo - área: Ciência do Solo) - Universidade do Estado de Santa Catarina. Programa de Pós-Graduação em Ciências Agrárias, Lages, 2013. A ação antrópica e a exaustão dos recursos naturais tem trazido empobrecimento do sistema solo. A macrofauna edáfica compõem um grupo significativo de organismos maiores que 2 mm que utilizam o solo como habitat natural ou pelo menos em parte de seu ciclo de vida. Entretanto, existem poucas informações sobre esse assunto no Estado de Santa Catarina. O presente trabalho objetivou avaliar o potencial da macrofauna do solo e outros atributos para separar Sistemas de Uso do Solo (SUS) nas regiões Oeste e Planalto Catarinense. As amostragens foram realizadas em seis municípios da região Oeste Catarinense: Chapecó, Xanxerê e São Miguel no Oeste e Santa Terezinha do Salto, Campo Belo do Sul e Otacílio Costa no Planalto Catarinense. Os municípios foram considerados como repetições verdadeiras dos sistemas estudados. Foram avaliados cinco Sistemas de Uso do Solo (SUS), a saber: 1) Floresta Nativa (FN), 2) Reflorestamento de Eucalipto (RE), 3) Pastagem (PA), 4) Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e 5) Plantio Direto (PD). As amostragens ocorreram em duas épocas contrastantes, inverno (Jun./2011) e Verão (Dez./2011). Foram amostrados nove pontos por SUS, em uma grade amostral 3x3, com um espaçamento de 30 m entre cada ponto e 20 m de bordadura, totalizando 540 pontos amostrais. A macrofauna do solo foi avaliada utilizando o método TSBF (Tropical Soil Biology and Fertility Method), monólitos de 25x25 de largura e 20 cm de profundidade. Após a triagem do solo os organismos encontrados foram fixados em soluções de formaldeído 5% (minhocas) e álcool 80% (demais organismos). Posteriormente, foram contados e identificados em nível de espécie para minhocas, quando possível, e em grandes grupos taxonômicos para os demais organismos. Nos mesmos pontos do TSBF foram coletadas amostras para a análise dos atributos químicos e

físicos que serviram como variáveis explicativas. Os dados obtidos a partir das coletas de macrofauna, foram submetidos a diferentes análises estatística, da seguinte forma: ANOVA de Densidade de organismos e riqueza, afim de verificar diferenças significativas na distribuição dos grupos de macrofauna. Dissimilaridade e Similaridade entre os SUS através de análises ANOSIM e SIMPER. Análise de Componentes Principais (ACP) e Análise de Redundância (RDA) utilizando as variáveis ambientais explicativas e decomposição de variância buscando compreender a contribuição de cada uma das variáveis estudadas, na explicação da variabilidade entre os SUS. Os resultados demonstraram que de maneira geral os SUS interferem nas populações de macrofauna do solo em diferentes níveis conforme o grau de modificação das paisagens. Os atributos físicos e químicos são importantes variáveis para explicar as modificações em termos de fauna do solo, sendo, Matéria Orgânica, Resistência a Penetração, Relação Cálcio/Magnésio, Teores de Silte e Argila são alguns parâmetros que podem explicar parte dessa variabilidade. Sistemas de Uso do Solo mais estáveis como FN, RE e PA favorecem a biodiversidade da macrofauna edáfica. A diversidade de minhocas foi um indicador sensível nos diferentes sistemas de uso do solo. As espécies exóticas de minhoca são principalmente relacionadas às áreas agrícolas (ILP e PD), apesar um alto número de espécies nativas encontrados nesses locais. As maiores densidades de minhocas foram observados em ILP, seguido pelo PA e PD, enquanto FN e locais RE apresentou os menores valores. Para a região do Planalto houve efeito de época para abundância dos principais grupos da macrofauna edáfica, não havendo essa condição para a região do Oeste catarinense Palavras-chave: biodiversidade; macrofauna do solo; atributos físicos e químicos; Sistemas de Uso do Solo.

ABSTRACT

ROSA, Marcio Goncalves da. Macrofauna in land use systems in the two regions of West and Plateau of Santa Catarina State. Brazil. In 2013. 118 f.Dissertation (MSc in Land Management - Area: Soil Science) - University of the State of Santa Catarina. Graduate Program in Agricultural Sciences, Lages, 2013

The human action and the exhaustion of natural resources has brought impoverishment of the soil. The macrofauna comprise a significant group of organisms larger than 2 mm using the soil as a natural habitat or at least part of their life cycle. However, little information exists on this subject in the State of Santa Catarina. This study aimed to evaluate the potential of soil macrofauna and other attributes to separate Land Use Systems (SUS) in the regions West and Southern Brazil. Sampling was conducted in six municipalities of the western region of Santa Catarina: Chapecó Xanxerê and St. Michael in West and St. Therese of the Salto, Campo Belo do Sul and Santa Catarina Plateau in Costa Otacílio. The municipalities were considered as true repetitions of the systems studied. We evaluated five Land Use Systems (LUS), namely: 1) Native Forest (NF), 2) Reforestation of Eucalyptus (RE), 3) Grassland (GA), 4) Crop-Livestock (ILP) and 5 ) no-tillage (PD). Sampling occurred in two contrasting seasons, winter (Jun./2011) and Summer (Dez./2011). Nine sites were sampled for SUS, in a 3x3 sampling grid with a spacing of 30 m between each point and 20 m of edging, totaling 540 sampling points. The soil macrofauna was evaluated using the method TSBF (Tropical Soil Biology and Fertility Method), monoliths 25x25 cm wide and 20 deep. After the screening of soil organisms found were fixed in 5% formaldehyde solutions (earthworms) and alcohol 80% (other agencies). Later, they were counted and identified to the species level for earthworms, where possible, and major taxonomic groups for other organisms. The same points of TSBF samples were

collected for analysis of chemical and physical attributes that served as explanatory variables. The data obtained from the sampling macrofauna were subjected to various statistical analyzes as follows: Density ANOVA bodies and richness, in order to identify significant differences in the distribution of macrofauna groups. Similarity and dissimilarity between the SUS through ANOSIM and SIMPER analyzes. Principal Component Analysis (PCA) and Redundancy Analysis (RDA) using environmental variables and explanatory variance decomposition in order to understand the contribution of each of the variables in explaining the variability between the SUS. The results showed that overall SUS interfere in populations of soil macrofauna in different levels according to the degree of modification of the landscape. The physical and chemical attributes are important variables to explain the changes in terms of soil fauna, and, Organic Matter, Resistance Penetration Value Calcium / Magnesium Levels of silt and clay are some parameters that may explain part of this variability. Systems Land Use more stable as FN, RE and PA promote biodiversity macrofauna. The diversity of earthworms was a sensitive indicator in different land use systems. Exotic species of earthworms are mainly related to agricultural areas (ILP and PD), despite a high number of native species found in these locations. The highest densities of earthworms were observed in ILP, followed by PA and PD, while FN and RE sites showed the lowest values. For the plateau region was no effect of time for plenty of major groups of soil macrofauna, there is no such condition for the west region of Santa Catarina

Keywords: biodiversity, soil macrofauna; attributes physical and chemical; land use systems

LISTA DE FIGURAS

Figura 1: Localização das áreas de estudo. Na Região Oeste 1 –[São Miguel do Oeste (SMO); 2- Chapecó (XAP); 3- Xanxerê (XAN)] e Planalto Catarinense [4- Campo Belo do Sul (CBS); 5- Lages (Santa Terezinha do Salto) (STS); 6 – Otacílio Costa (OTC)]. As informações referentes às coordenadas geográficas (pontos médios) de todas as áreas pode ser visualizada na Tabela 1...35

Figura 2: Detalhe das etapas da coleta de monólitos. 1-

Amostrador para TSBF; 2- Retirada do monólito; 3-Coleta da amostra de solo; 4-Ensacando a amostra para ser transportada para o laboratório; 5-Triagem manual com auxilio de iluminação artificial.....................................................................41

Figura 3: Detalhe do grid amostral, para a coleta das

amostras para análise química, física, TSBF e qualitativo de minhocas. ..........................................41

Figura 4: Riqueza de táxons das áreas de Floresta Nativa

(FN), Reflorestamento de Eucalipto (RE), Pastagem (PA), Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Plantio Direto (PD) no inverno-2011 (10-a) e verão–2011-12 (10-b), na região Oeste de Santa Catarina. N=27 ..............................................45

Figura 5: Frequência relativa dos principais grupos da

macrofauna na Floresta Nativa (FN), Reflorestamento de Eucalipto (RE), Pastagem (PA), Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Plantio Direto (PD) para a primeira época (a) (inverno/2011) e segunda época de amostragem (b) (verão–2011/12) na região Oeste de Santa Catarina (n=27). Form= Hymenoptera: Formicidae; Isopt= isoptera; coleo= Coleoptera; larv = larvas; ara= Araneae; chil = Chilopoda; dipl = Diplopoda; orth= Orthoptera; hemi= Hemíptera; isop= Isopoda; derm= Dermaptera; blat=

Blattodea; mol= Molusca; opil= Opiliones; oligo= Oligochaetas............................................................ 47

Figura 6: Densidade média de macrofauna (ind. m-2) para

Floresta Nativa (FN), Reflorestamento de Eucalipto (RE), Pastagem (PA), Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Plantio Direto (PD) para primeira (a) (Inverno/2011) e segunda época de amostragem (b) (n=9x3).......................................... 49

Figura 7: Análise de Componentes Principais (ACP) para

primeira época de amostragem (EP1 (inverno/2011). Região Oeste de Santa Catarina. Média de 135 Repetições ....................................... 58


segunda Época de amostragem (EP2) (verão/2011-12) na região Oeste de Santa Catarina. Média de 135 Repetições........................ 59

Figura 9: Análise de Redundância (RDA) para os grupos

de macrofauna na primeira época de amostragem EP1 (Inverno de 2011) na região Oeste Catarinense. Oligochaeta (oligo), Formicidae (Form), Coleoptera (Coleop), Dermaptera (Derm), Coleoptera (Coleop), somatório de outras larvas (Larv), Molusca (Mol), Pseudoscorpionidae (Pseu), Diplopoda (Dipl), Chilopoda (Chil), Isopoda (Isop), Araneae (ara), Blattodea (Blat), Isoptera (isopt), Orthoptera (orth), somatório de outros grupos menos frequentes (out). Atributos químicos: fósforo (P), cálcio (Ca), magnésio (Mg), matéria orgânica (MO), e atributos físicos: Resistência à penetração (RP) e bioporos (Bio)........................... 63

Figura 10: Análise de Redundância (RDA) para os grupos

de macrofauna na segunda época de amostragem EP2 (Verão de 2011) região Oeste Catarinense. Oligochaeta (oligo), Formicidae (Form), Opiliones (opiliones), Coleoptera

(Coleop), Dermaptera (Derm), somatório de outras larvas (Larv), Molusca (Mol), Pseudoscorpionidae (Pseu), Diplopoda (Dipl), Chilopoda (Chil), Isopoda (Isop), Araneae (ara), Blattodea (Blat), Isoptera (isopt), Orthoptera (orth), somatório de outros grupos menos frequentes (out). Atributos químicos: fósforo (P), cálcio (Ca), magnésio (Mg), matéria orgânica (MO), e atributos físicos: Resistência à penetração (RP) e bioporos (Bio); Atributos Químicos selecionados pelas permutações de Monte Carlo: Fósforo (P); Cálcio (Ca); Magnésio (Mg); Matéria Orgânica (M.O.) e atributos físicos, Bioporos (Bio). .........................................................64

Figura 11: Análise de decomposição de variância para as

variáveis de resposta (grupos da macrofauna do solo); variáveis explicativas (parâmetros físicos e químicos), usos do solo e coordenadas geográficas para época 1 (EP1, inverno de 2011) na Região Oeste do Estado de Santa Catarina. .....67

Figura 12: Análise de decomposição de variância para as

variáveis de resposta (grupos da macrofauna do solo); variáveis explicativas (parâmetros físicos e químicos), usos do solo e coordenadas geográficas para época 2 (EP2, verão de 2011) na Região Oeste do Estado de Santa Catarina. .....68

Figura 13: (a-) Riqueza de táxons das áreas de Floresta

Nativa (FN), Reflorestamento de Eucalipto (RE), Pastagem (PA), Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Plantio Direto (PD) no inverno-2011 (21-a) e verão–2011-12 (13-b), na região do Planalto Catarinense. (n=27).................................................71

Figura 14A: Densidade média de macrofauna (ind. m-2) para

Floresta Nativa (FN), Reflorestamento de Eucalipto (RE), Pastagem (PA), Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Plantio Direto (PD) para

primeira (a) (Inverno/2011) e segunda época de amostragem (14-b) (n=9x3)..................................... 72

Figura 15-a Frequência relativa dos principais grupos da

macrofauna na Floresta Nativa (FN), Reflorestamento de Eucalipto (RE), Pastagem perene (PA), Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Plantio Direto (PD) para a primeira época (a) (inverno/2011) e segunda época de amostragem (b) (verão–2011/12) na região do Planalto Catarinense (n=27).................................................. 76


primeira época de amostragem (EP1) (inverno de 2011). Região Planalto Catarinense. ...................... 81


segunda época de amostragem (EP2). Região Planalto catarinense. Média de 135 Repetições..... 82

Figura 18: Análise de Redundância (RDA) para primeira

época de amostragem (EP1). Na região Planalto Catarinense. ............................................................ 86

Figura. 19: Análises de Redundância (RDA) para Segunda

Época de amostragem (EP2). Região Planalto Catarinense. ............................................................ 87

Figura 20-a:Análise de decompósição de variância para EP1 (Inverno) na região do Planalto Catarinense ..........88

Figura 20-b:Análise de decomposição de variância para EP2

(Verão) na região do Planalto Catarinense.............89 Figura 21: Porcentagem de espécies nativas e exóticas nos

diferentes sistemas de uso do solo (SUS) na região Oeste Catarinense. Floresta nativa (FN), reflorestamento de eucalipto (RE), pastagem perene (PA), integração lavoura pecuária (ILP) e plantio direito (PD). ..................................................94


região Oeste Catarinense. Variáveis Ambientais Explicativas: .............................................................96

Figura 23: Porcentagem de espécies nativas e exóticas nos

diferentes sistemas de uso do solo (SUS) na região do Planalto Catarinense. Floresta nativa (FN), Reflorestamento de eucalipto (RE), Pastagem perene (PA), Integração lavoura-pecuária (ILP) e Plantio direto (PD). .....................101


região Planalto Catarinense. Variáveis Ambientais Explicativas:........................................103

LISTA DE QUADROS

Quadro 1: A análise SIMPER de cada grupo da fauna para a época 1 (EP1 Inverno de 2011) para os grupos: Formicidae (For), Isoptera (Isopt), Coleoptera (Col), Diplopoda (Dipl), Chilopoda (Chil), Oligochaeta (Olig) e Somatório de outras larvas (Larv) na região Oeste Catarinense. Ponto de corte: 90% de dissimilaridade............................................................ 56

Quadro 2. A análise SIMPER de cada grupo da fauna para a

época 2 (EP2 verão de 2011) para os grupos: Formicidae (For), Isoptera (Isopt), Coleoptera (Col), Diplopoda (Dipl), Chilopoda (Chil), Oligochaeta (Olig) e Somatório de outras larvas (Larv) na região Oeste Catarinense. Ponto de corte: 90% de dissimilaridade............................................................ 57

Quadro 3: A análise SIMPER de cada grupo da fauna para a

época 1 (EP1 Inverno de 2011) para os grupos: Formicidae (For), Isoptera (Isopt), Coleoptera (Col), Isoptera (Isopt), Díptera (Dipt), Oligochaeta (Olig) na região Planalto Catarinense. Ponto de corte: 90% de dissimilaridade .............................................. 79

Quadro 4: A análise SIMPER de cada grupo da fauna para a

época 1 (EP1 Inverno de 2011) para os grupos: Formicidae (For), Isoptera (Isopt), Coleoptera (Col), Isoptera (Isopt), Araneae (Ara), Oligochaeta (Olig) na região Planalto Catarinense. Ponto de corte: 90% de dissimilaridade .............................................. 79

LISTA DE TABELAS

Tabela 1: Coordenadas geográficas e altitude de cada área estudada ...................................................................35

Tabela 2: Análise de similaridade (ANOSIM) época 1 (EP1,

Inverno/2011), e Época 2 (EP2, Verão/2011-12) as áreas de: Floresta Nativa (FN), Reflorestamento de Eucalipto (RE), Pastagem (PA), Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Plantio Direto (PD) na Região Oeste de Santa Catarina .....53

Tabela 3: Análise SIMPER de cada grupo da macrofauna

para época 1 (EP1) (Inverno/2011) para: Floresta Nativa (FN), Reflorestamento de Eucalipto (RE), Pastagem (PA), Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Plantio Direto (PD) na região Oeste de Santa Catarina..........................................................54

Tabela 4: Análise SIMPER para época 2 (EP2) (verão/2011-

12) para Floresta Nativa (FN), Reflorestamento de Eucalipto (RE), Pastagem (PA), Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Plantio Direto (PD) na região Oeste de Santa Catarina...............................55

Tabela 5: Analise de similaridade (ANOSIM) época 1 (EP1,

Inverno/2011) e Época 2 (EP2, Verão/2011-12) as áreas de: Floresta Nativa (FN), Reflorestamento de Eucalipto (RE), Pastagem (PA), Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Plantio Direto (PD) na Região do Planalto Catarinense...............................77

Tabela 6: Análise SIMPER de cada grupo da fauna para a

época 1 (EP2 inverno de 2011) para os grupos: Coleoptera (Col), Formicidae (For) e Oligochaeta (Olig) na região Planalto Catarinense. Ponto de corte: 90% de dissimilaridade...................................78

Tabela 7: Análise SIMPER de cada grupo da fauna para a

época 1 (EP2 verão de 2011) para os grupos: Coleoptera (Col), Formicidae (For) e Oligochaeta

(Olig) e Araneae na região Planalto Catarinense. Ponto de corte: 90% de dissimilaridade................... 78

Tabela 8: Presença (+) e ausência (-) de espécies de

minhocas pelos métodos TSBF + Qualitativo. Riqueza de espécies de minhocas nos cinco sistemas de uso do solo (SUS) em Floresta nativa (FN), reflorestamento de eucalipto (RE), integração lavoura pecuária (ILP), plantio direto (PD) na região do Oeste Catarinense...................... 91

Tabela 9: Densidade de espécies (ind. m-2) de minhocas

nos cinco sistemas de uso do solo (SUS) na floresta nativa (FN), reflorestamento de eucalipto (RE), integração lavoura-pecuária (ILP), plantio direto (PD) para a região Oeste Catarinense .......... 93

Tabela 10: Presença (+) e ausência (-) de espécies de

minhocas pelos métodos TSBF + Qualitativo. Riqueza de espécies de minhocas nos cinco sistemas de uso do solo (SUS) em Floresta nativa (FN), reflorestamento de eucalipto (RE), integração lavoura pecuária (ILP), plantio direto (PD) na região do Planalto Catarinense .................. 98

Tabela 11: Densidade de espécies (Ind. m-2) de minhocas

nos cinco sistemas de uso do solo (SUS) avaliados na região do Planalto Catarinense. Floresta nativa (FN), reflorestamento de eucalipto (RE), integração lavoura pecuária (ILP), plantio direto (PD) ................................................................ 99

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO .........................................................................21 2 REFERRENCIAL TEÓRICO ....................................................24 2.1 SISTEMAS DE USO DO SOLO – CONSERVAÇÃO E BIODIVERSIDADE......................................................................24 2.2 MACROFAUNA EDÁFICA ....................................................26 2.3 MINHOCAS EM SISTEMAS DE USO DO SOLO.................29 2.4 HIPÓTESES..........................................................................32 2.5 OBJETIVO.............................................................................32 2.5.1 Objetivo geral ...................................................................32 2.5.2 Objetivos específicos ......................................................32 3 MATERIAIS E MÉTODOS .......................................................34 3.1 CARACTERIZAÇÃO DAS ÁREAS DE ESTUDO.................34 3.1.1 Localização das áreas amostradas ................................35 3.1.2 Caracterização da região oeste ......................................36 3.1.3 Caracterização da região do Planalto Catarine nse ......37 4 AMOSTRAGEM .......................................................................40 5 ANÁLISE ESTATÍSTICA DOS DADOS ..................................43 5.1 ANÁLISE MULTIVARIADA ...................................................43 6 RESULTADOS E DISCUSSÃO ...............................................45 6.1 REGIÃO OESTE DE SANTA CATARINA.............................45 6.1.1 Análise de componentes principais ...............................57 6.1.2 Análise de redundância ...................................................60 6.1.3 Decomposição de variância ............................................66 7 MACROFAUNA DO SOLO NA REGIÃO DO PLANALTO CATARINENSE ...........................................................................70 7.1 ANÁLISE DE COMPONENTES PRINCIPAIS ......................80 7.2 ANÁLISE DE REDUNDÂNCIA (RDA) ..................................83 7.3 DECOMPOSIÇÃO DE VARIÂNCIA......................................87 8 OLIGOCHAETAS TERRESTRES – MINHOCAS ...................91 8.1 MINHOCAS NA REGIÃO OESTE CATARINENSE..............91 8.1.1 Análise de componentes principais (ACP) ...................94

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8.2 MINHOCAS NA REGIÃO DO PLANALTO CATARINENSE........................................................................... 97 8.2.1 Análise de componentes principais (ACP) ................. 101 9 CONCLUSÕES ...................................................................... 108 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................ 110

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1 INTRODUÇÃO

A crise ambiental dos últimos anos tem sido um reflexo da intensa exploração dos recursos naturais levando a exaustão dos ecossistemas de forma geral (BLANKINSHIP et al., 2011; SEEBER et al., 2012;), além disso modificações humanas causadas pela urbanização, supressão da vegetação e fragmentação dos habitats tem levado às crescentes perdas da biodiversidade e consequente comprometimento da funcionalidade dos sistemas naturais (SAANA et al., 2011; DJIGAL et al., 2012; LUPTÁČIK et al., 2012). Sendo o solo a base da produção primária dos ecossistemas, as alterações promovidas pelas atividades antrópicas, nesse ambiente, interferem negativamente na dinâmica das populações edáficas.

Práticas agrícolas que modificam o ambiente como, o excessivo revolvimento do solo, a aplicação produtos químicos, queimadas, plantas de cobertura interferem na estruturação dos organismos edáficos (ZUCCA, 2010; PAULI et al., 2011) e podem levar a perda do potencial agrícola das áreas e, consequentemente, na redução dos serviços prestados pela biota (LIIRI et al., 2012).

O cultivo do solo utilizando o sistema de plantio convencional que envolve o preparo intensivo do solo com uso de arados, grades e subsoladores (OLIVEIRA et al., 2011), expõe o solo a ação dos raios solares elevando as taxas de evaporação hídrica, não obstante disso, a erosão e as perdas de solo são mais elevadas quando não há um incremento significativo de restos culturais na superfície do solo (THOMAZINI; AZEVEDO; MENDONÇA et al., 2012) podendo alterar a dinâmica da população de organismos do solo.

No entanto, sistemas conservacionistas tendem a gerar menos impacto sobre a biodiversidade edáfica uma vez que o revolvimento do solo ocorre somente na linha de semeadura, além de manter o solo sempre coberto com resíduos culturais e a alternância das culturas entre uma safra e outra, elevando os teores de carbono orgânico total e o aporte de nutrientes no solo (PAUL et al., 2013) além de melhorar a estabilidade de

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agregados nas áreas (CAPELLE et al., 2012; ZHANG et al., 2012; NAKAMOTO et al., 2012; MARTÍNEZ et al., 2013).

O monocultivo resultado da exploração das áreas para fins de reflorestamento reduzem a qualidade da serapilheira nestas áreas e com isso também ocorre redução da biodiversidade (ASHFORD et al., 2013), além das relações ecológicas também serem afetadas, pois nestes locais, há uma diminuição na composição florística o que influencia negativamente a fauna de forma geral (BAINI et al., 2012).

Os organismos edáficos desempenham papel fundamental no solo como, na estimulação dos microrganismos responsáveis pelos processos de mineralização e humificação da matéria orgânica do solo aumentando níveis de fertilidade (LIMA et al., 2010a), na formação de túneis que atuam melhorando as propriedades físicas, como estrutura, estabilidade de agregados, condutividade hidráulica e porosidade total (SCHRECK et al., 2012; FONTE et al., 2012; HUERTA et al., 2012).

A presença de organismos no solo, sempre foi atribuída pelos produtores como um indicador empírico da qualidade do solo. O primeiro relato sobre a relação entre os organismos do solo e a fertilidade das terras foi feita por Darwin em 1881 o qual observara que onde havia a presença de minhocas as terras eram mais produtivas (SCHNEIDER, SCHRÖDER et al., 2012). Atualmente alguns trabalhos na comunidade científica tem versado sobre a presença de indicadores de qualidade do solo, como por exemplo os trabalhos de Paudel et al. (2012); Rosseau et al. (2013); Li et al. (2013); Lima et al. (2013b); Gao et al. (2013), entre outros.

A utilização de indicadores de qualidade do solo deve ser capaz de apresentar indicativo das tendências de mudanças ambientais, sejam elas causadas pela atividade humana ou natural, assim como os impactos que possam ser causados a curto e longo prazo (HAVLICEK, 2012) no entanto, os indicadores podem trazer informações úteis acerca dos serviços ecossistêmicos prestados (PULLEMAN et al., 2012).

Atualmente tem se discutido muito sobre os serviços ecossistêmicos prestados, no entanto estes estão fortemente ligados à qualidade do solo, neste sentido podemos definir como “a capacidade em funcionar dentro do ecossistema para sustentar a produtividade biológica, manter a qualidade

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ambiental e promover a saúde das plantas e animais” (DORAN; PARKIN, 1994). Tal definição nos remete a ideia de que para termos qualidade do solo faz-se necessário adotar práticas de manejo que visem maior incorporação de matéria orgânica, como adubação verde e manutenção de cobertura vegetal, quer seja através de plantas de cobertura ou de restos culturais.

Os sistemas conservacionistas tendem a melhorar os parâmetros físicos e químicos do solo, objetivando preservar o solo e conseguinte suas características também biológicas. Sabe-se que a fauna desempenha papel fundamental nafragmentação da matéria orgânica e estimulação dos microorganismos responsáveis pela mineralização desta, por isso a biologia do solo tem tido um interesse especial dos pesquisadores nos últimos anos, no entanto alguns campos da biologia do solo ainda carecem de estudos mais aprofundados.

A macrofauna edáfica tem sido foco de alguns estudos ainda esparsos e em sua maioria pontuais a nível nacional. Em busca no banco de teses e dissertações da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) no período de 1987 até 2012 (25 anos) o termo “macrofauna” apareceu 36 vezes em Dissertações de Mestrado e apenas 16 vezes em teses de doutorado. A pesquisa envolvendo Macrofauna edáfica no intervalo de tempo de 25 anos teve seu pico entre os anos de 2009 e 2011 com 20 dissertações (55,55%) e para doutorado o ano de 2010 apresentou 6 teses (37,50%), o que representa ainda muito pouco em termos de produção científica levando em consideração a relevância do tema.

Dada a falta de informações acerca da macrofauna edáfica no estado de Santa Catarina, o presente trabalho objetivou avaliar a fauna edáfica em floresta nativa (referência), reflorestamento de eucalipto, pastagem perene, integração lavoura-pecuária e plantio direto nas regiões Oeste e Planalto em duas épocas contrastantes (inverno e verão), afim de compreender como os sistemas de uso do solo afetam a distribuição dos grupos de macrofauna edáfica, bem como a sua relação com os atributos físico-quimicos do solo.

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2 REFERENCIAL TEÓRICO

2.1 SISTEMAS DE USO DO SOLO - CONSERVAÇÃO E BIODIVERSIDADE.

A fragmentação dos habitats e a conversão de áreas naturais em sistemas de produção seja ele florestal ou agrícola podem trazer drásticas modificações ambientais, resultado da monocultura e exploração sem limite dos recursos naturais. Neste sentido, durante muitos anos os sistemas de produção supracitados eram baseados no revolvimento intensivo do solo, monocultivo e a utilização de fogo para controle de espécies vegetais não interessantes economicamente (BARETTA et al., 2006; SILVA, et al., 2011). De modo geral o cenário da agricultura sempre foi foco de discussões acerca dos impactos da produção de alimentos em larga escala. As relações entre o meio ambiente e a necessidade de aumento na produtividade agrícola geraram uma necessidade de cuidado com a preservação da biodiversidade, levando a uma consciência ecológica nunca antes vista. Incorporando, desta maneira, conceitos como agroecologia e agro ecossistema em sistemas agropecuários de produção (MUSSOI, 1999; LOURENTE et al., 2007).

Em Santa Catarina a economia agrícola é baseada na pequena propriedade familiar. Segundo o IBGE (2006), a agricultura familiar representa 87% dos estabelecimentos e ocupa 44% da área. O relevo é em sua maioria acidentado o que impede a produção em larga escala, favorecendo o desenvolvimento de uma agricultura menos intensiva e de maior sustentabilidade (ZOLDAN; MIOR, 2012).

O uso do solo no Estado de Santa Catarina é de cerca de 23,9% da área com lavouras temporárias, 3,6% com lavouras permanentes, 8,3% com pastagens plantadas, 20,8% com pastagens naturais, 10,3% com florestas plantadas, 24,5% com matas e florestas naturais, 2,1% com sistemas agroflorestais e 6,5% correspondem a áreas não agricultáveis, mananciais e áreas urbanizadas (IBGE, 2006).

A preocupação com o declínio da biodiversidade em escala global e a consciência ambiental trouxe a tona no setor agropecuário, práticas de manejo que primam pelo uso racional

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do solo. O revolvimento intensivo e o tráfego de máquinas agrícolas pesadas promovem modificações estruturais como adensamento, compactação das camadas superficiais do solo, erosão, monocultivo e as queimadas levando a redução da biodiversidade do solo (RIZO-PATRON et al., 2013; KUMAR et al., 2013).

Atualmente muito se comenta sobre diferenças entre os sistemas de manejo e seus impactos sobre os atributos de qualidade do solo e os sistemas conservacionistas tem sido foco de estudos nas últimas décadas (MARCHÃO et al., 2009; SPERA et al., 2010; SANTOS et al., 2011;) por priorizarem o uso sustentável dos ecossistemas terrestres, algumas práticas de manejo como o plantio direto e integração lavoura-pecuária tem demonstrado efeitos benéficos não somente na melhoria dos atributos físicos e químicos, mas também do ponto de vista biológico (HUERTA et al., 2009; SILVA et al., 2011; PORTILHO et al., 2011; FROUZ et al., 2013).

O sistema de plantio direto baseia-se em três princípios: revolvimento mínimo do solo na linha de plantio, a manutenção dos restos culturais de uma safra para outra, ou seja, a palhada que protege o solo da ação das gotas da chuva, da erosão hídrica e favorecendo o estabelecimento dos organismos do solo (micro, meso e macrofauna) e rotação de culturas.

Os diferentes tipos de cobertura podem influenciar os atributos de qualidade do solo, pois há diferenças quanto os restos das plantas de cobertura e sua relação C: N, influenciando na velocidade de degradação da palhada e nos estoques de carbono do solo (AGUIAR et al., 2013; CORRAL-FERNÁNDEZ et al., 2013; RUAN et al., 2013).

O tipo de preparo do solo associado à rotação de culturas pode modificar as características físicas, químicas e biológicas do solo, promovendo modificações diversas nas populações de organismos que nele habitam, através de seus efeitos diretos e indiretos sobre os fatores relacionados ao solo e às plantas, além da exploração dos nichos tróficos entre as populações de invertebrados terrestres (BARETTA et al., 2006; PEDLEY et al., 2013; SMITH et al., 2013).

Em sistemas florestais a prática é mais agressiva do ponto de vista ecológico, porém menos agressiva do ponto de vista do manejo do solo, pois a utilização de uma única cultura durante muitos anos leva a eliminação de áreas de sub-bosque e

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redução da diversidade florística, cuja fauna é dependente. Além disso, as práticas florestais restringem o desenvolvimento e estabelecimento da fauna edáfica, em grande escala e a supressão da vegetação original leva a perda da biodiversidade (ALMEIDA, 1996; PRIMACK; RODRIGUES, 2001).

O reflorestamento com eucalipto, que é endêmico do continente australiano foi introduzido no Brasil para fins de produção comercial. CAMARA (2012) afirma que a introdução de espécies como eucalipto é capaz de reduzir ou suprimir alguns táxons de invertebrados terrestres, especificamente aqueles que têm predadores específicos e com isso favorecer o aumento de populações de outros grupos. Ressalta-se que a introdução de espécies exóticas reduz e impacta a variabilidade biológica, tanto de fauna como da flora, através das modificações que ocorrem pelo estabelecimento da espécie, que pode exercer efeitos alelopáticos no caso das plantas, além de alterar as relações ecológicas de presa e predador e, consequentemente, alterar o nicho alimentar das populações de artrópodes (BARAL et al. 2013; SMITH et al., 2013).

2.2 MACROFAUNA EDÁFICA Entende-se por macrofauna organismos que utilizem o

solo para sua sobrevivência, reprodução em menos um estágio de vida (fase larval) e possuam tamanho corporal acima de 2 mm, conforme a classificação proposta por SWIFT et al. (1979).

Apesar de o solo ser um ambiente muito dinâmico e diverso, a biodiversidade edáfica ainda é pouco estudada. De modo geral, a biota do solo é classificada em a microbiota: que é composta por organismos microscópicos, inferiores a 0,2 mm como, por exemplo, protozoários, nematoides, fungos, bactérias; mesofauna: que é composta por organismos que possuem tamanho corporal entre 0,2 mm e 2 mm, dentre eles, colêmbolos, ácaros, alguns chilopodas e diplópodes, dipluros, proturos e algumas espécies de aranhas e macrofauna que é composta por organismos com tamanho corporal superior a 2 mm, visível a olho nu, dentre eles, aranhas, besouros, lacraias, piolho-de-cobra, escorpiões, minhocas, formigas entre outros (LAVELLE et al., 1997; BARTZ, 2011).

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A macrofauna edáfica compõem os organismos de extrema importância para os processos do solo e serviços ecossistêmicos como, manutenção da estrutura do solo, regulação de processos hidrológicos, ciclagem de nutrientes e decomposição da matéria orgânica além de estimular os microrganismos responsáveis pela mineralização da matéria orgânica, estabilidade de agregados sendo indicadores de qualidade do solo (BARETTA et al., 2007; BOSHOFF et al., 2013; RUCKLI et al., 2013; KOVÁCS-HOSTYÁNZKI et al., 2013; ASHFORD et al., 2013).

A fauna edáfica ainda pode ser dividida de acordo com sua atividade micro predadora, transformadora da serapilheira e engenheiros do ecossistema. Os micros predadores são rotíferos, nematoides e outros organismos que se alimentam de bactérias e fungos. Os transformadores da serapilheira compõem um grupo de organismos que estão relacionados à fragmentação e decomposição da serapilheira como colêmbolos e ácaros. Os engenheiros do ecossistema compreendem os organismos maiores e com maior atividade no solo, como minhocas, cupins, formigas e larvas de coleóptera (corós) e a movimentação destes organismos promove o revolvimento do solo, abertura de galerias e todo um emaranhado de relações ecológicas complexas, através da exploração dos nichos tróficos, competição intra e interespecífica etc. (BARTZ, 2011; LAVELLE et al. 1997; LAVELLE et al. 1994).

Para compreender os padrões de diversidade de espécies de invertebrados terrestres faz-se necessário a compreensão da estruturação das populações que se encontram presentes neste ambiente, assim como os fatores que limitam ou favorecem o desenvolvimento destes organismos. Vale ressaltar que a fauna é basicamente dependente da flora e que a flora é logicamente dependente do solo, logo, se o solo não estiver bem estruturado, do ponto de vista físico e químico não será também, do ponto de vista biológico, uma vez que estes três componentes coexistem e podem limitar ou favorecer a dinâmica das populações, dependendo de quão alterado o ambiente esteja (SNYDER et al., 2013, LANGE et al., 2013).

Os organismos do solo sempre foram objeto de curiosidade da humanidade. Em 1881 Darwin já havia relatado a importância das minhocas para o solo e muitos anos depois as pesquisas sobre esse grupo de organismos foi se aprofundando

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e, sabe-se que, a atividade da fauna edáfica é benéfica para uma série de atributos do solo. A presença de organismos edáficos, sempre foi atribuída pelos produtores como um indicador empírico da qualidade do solo. O primeiro relato sobre a relação entre os organismos do solo e a fertilidade das terras foi feita por Darwin em 1881, o qual observara que onde havia a presença de minhocas as terras eram mais produtivas (SCHNEIDER; SCHRÖDER et al., 2012).

Atualmente alguns trabalhos na comunidade científica têm versado sobre a presença de indicadores de qualidade do solo, como, por exemplo, os trabalhos de BARETTA et al. (2010); Rosseau et al. (2013); Li et al. (2013); Paudel et al. (2012); Lima et al. (2013), entre outros.

A utilização de indicadores de qualidade solo deve ser capaz de apresentar indicativo das tendências de mudanças ambientais, sejam elas causadas pela atividade humana ou natural, assim como os impactos que possam ser causados a curto e em longo prazo (HAVLICEK, 2012), não obstante disso, os indicadores podem trazer informações úteis acerca dos serviços ecossistêmicos prestados (PULLEMAN et al., 2012).

Do ponto de vista ecológico os estudos têm sido pontuais para alguns macrorganismos como, minhocas (BARTZ et al., 2013; FROUZ et al., 2013; BHADAURIA et al., 2012), Isopoda, Coleoptera e Chilopoda (BAIANI et al., 2013) e alguns Milipides (SUZUKI et al. 2013). A fauna edáfica tem sido utilizada como indicadores de qualidade do solo como demonstram os estudos de Van Straalen et al. (1998); Nahmani et al. (2003); Pérès et al. (2011); Pauli et al. (2012); Pulleman et al. (2012); Rousseau et al. (2013); Bartz et al. (2013).

A diversidade da fauna edáfica tem sido considerada como “atributo chave” para a manutenção da estrutura e fertilidade dos solos tropicais (BROWN et al., 2003; LAVELLE et al., 1993), apresentando resposta mais rápida do que outros atributos, servindo, portanto, como indicadores biológicos sensíveis das alterações ecológicas nos diferentes sistemas de preparo e cultivo (BARETTA et al., 2006). Atualmente, a busca de indicadores biológicos de qualidade do solo que tenham a capacidade de identificar e quantificar os efeitos das alterações provocadas por práticas agrícolas é um importante tema da pesquisa em ciência do solo (LISBOA et al., 2008).

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Devido ao interesse na compreensão dos diversos processos que estes organismos exercem sobre ecossistema, algumas questões ainda não estão completamente elucidadas, principalmente no que se refere aos desafios metodológicos os quais criam uma lacuna, quase que obscura sob o ponto de vista amostral nos estudos sobre fauna edáfica, sendo necessário maior aprofundamento (EDWARDS, 1991). A este respeito, uma série de fatores dificulta a avaliação da fauna edáfica, tais como: fatores ambientais e de heterogeneidade do solo, dificuldade de captura dos espécimes (DECAËNS; ROSSI, 2001) assim como, determinar o tamanho ideal da amostra para estimar o número de espécies por unidade de área (GILLER et al., 1997; EKSCHMITT, 1998) e representatividade da amostra (DICKEY; KLADIVKO, 1989).

2.3 MINHOCAS EM SISTEMAS DE USO DO SOLO

Os anelídeos foram entre os primeiros animais a surgir na face da terra, provavelmente aparecendo no período Edicariano (Era Paleozoica), há mais de 600 milhões de anos (BOUCHÉ, 1983). Do oceano, migraram para a massa terrestre e se adaptaram à vida no solo, há aproximadamente 225 milhões de anos. Portanto, considerando o longo período de tempo que tiveram para evoluir, e as adaptações necessárias para a sobrevivência no solo (um meio opaco, escuro e compacto, com poucos recursos alimentícios e de baixa qualidade). Assim não é nenhuma surpresa que o número estimado de minhocas no mundo seja maior do que 8000 espécies (Fragoso et al., 1997) Para a América Latina, foram registradas nada menos que 960 espécies de minhocas, sendo o maior número para o Brasil (305 espécies) (BROWN; FRAGOSO, 2007).

A falta de taxonomistas é um dos principais desafios para o Brasil que conta até o momento, com apenas um profissional treinado para identificação, classificação e descrição destes organismos (Marie L.C. Bartz), a maioria das espécies descritas resultaram do trabalho de Johann Wilhelm Michaelsen e Gilberto Righi (FRAGOSO et al., 2003), segundo o Ministério do Meio Ambiente (apud BRANDÃO et al., 2000) existe apenas duas coleções de Anellida no Brasil situada em SP no Museu da USP e recentemente o pesquisador George Brown (assumiu) a

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curadoria de uma coleção na EMBRAPA Floresta no Estado do Paraná.

As minhocas são denominadas “engenheiros do ecossistema” (JONES et al., 1994) e é possível encontrá-las em praticamente todos os ecossistemas terrestres, com exceção dos glaciais, desertos, solos muito ácidos ou salgados (LEE, 1985). Pelo tamanho corporal, densidade populacional e biomassa, em relação aos outros organismos do solo e a diversidade de funções que desempenham, são consideradas como agentes essenciais ou organismos chave na conservação da estrutura do seu ambiente e no controle da dinâmica dos nutrientes do solo (HERNÁNDEZ-CASTELLANOS, 2000). Aliado a isso as galerias que criam através de sua atividade, acabam por criar sítios ativos para atividade microbiana e espaços que facilitam o desenvolvimento das raízes das plantas (FIUZA, 2009).

Através das suas ações mecânicas no solo, estes organismos contribuem para formação de agregados estáveis, condutividade hidráulica, as minhocas possuem bactérias endossimbiontes, além disso, os carpólitos resultantes da atividade das minhocas constituem, também, uma reserva de nutrientes potencialmente disponíveis para as plantas (LAVELLE; SPAIN, 2001). Portanto, esse grupo de organismos influencia, de maneira direta e indireta, os diversos processos físicos, químicos e biológicos do solo (LAVELLE, 1997; BARETTA et al., 2007; FERNANDES et al., 2010).

Oscilações na temperatura, na umidade e nos teores de matéria orgânica do solo, decorrentes principalmente da atividade agrícola, exercem influência tanto no número, na biomassa, como sobre as espécies de minhocas. Estes organismos mostram-se, desta forma, sensíveis às condições do ambiente (BARTZ et al., 2008). As ações antrópicas promovem profundas modificações no solo, alterando qualitativa e quantitativamente as comunidades de minhocas que nele habitam e suas atividades. Estas alterações, quando identificadas, podem apresentar correlações com a produtividade e fornecer informações importantes sobre o grau de sustentabilidade dos agrossistemas (BARTZ, 2011), além disso, modificaram consideravelmente a abundancia e a diversidade da comunidade, principalmente pela perturbação do ambiente físico

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e pelas modificações na qualidade e quantidade de matéria orgânica (LAVELLE et al., 1993).

As espécies exóticas e peregrinas, por serem mais adaptadas às variações climáticas e mudanças edáficas, se beneficiam quando há conversão de florestas e pastagens nativas para áreas de cultivo, havendo aumento na densidade populacional destas minhocas (FRAGOSO et al., 1997).

Em estudo de quantificação da incidência de minhocas exóticas ativas na superfície do solo de uma área de Floresta Atlântica com diferentes graus de ação antrópica. Fernades et al. (2010) concluíram que as espécies do gênero Amynthas mostraram um potencial para bioindicação de ambientes perturbados em áreas de Floresta Atlântica, e também de seu potencial para colonizar novos ambientes, considerando sua locomoção frequente na superfície do solo. Não obstante disso Cameron et al. (2013) verificaram que a introdução de espécies exóticas de minhocas podem alterar substancialmente as populações de outros organismos microartropodes (mesofauna).

As minhocas podem ser dividas em três grupos funcionais conforme a estratificação do perfil do solo: a) epigeicas, b) anécicas e c) endogeicas (EDWARDS; BOHLEN, 1996; FIUZA, 2009; BARTZ, 2011) As epigeicas habitam as camadas superficiais do solo (detritívoras); As anécicas habitam as camadas intermediarias do solo (detritívoras) e as endogeicas habitam os horizontes mais profundos do solo (geófagas). Vale ressaltar ainda que as minhocas endogeicas possuem a capacidade de selecionar as partículas do solo por habitarem os horizontes mais profundos e se alimentarem de solo, necessitam de grandes quantidades para suprir suas necessidades nutricionais e com isso liberando também, grande quantidade de excrementos (coprólitos) e pellets fecais que são estruturas biogênicas de alto teor de fertilidade. Dada a importância destes organismos para o solo e seus processos físicos e químicos, alguns autores tem trazido informações relevantes do ponto de vista ecológico, no entanto ainda há carência de profissionais que possam elucidar com maior nível de detalhamento aspectos ligados a taxonomia e classificação das espécies, além do mais se faz necessários estudos que possam entender suas relações com os diferentes ambientes e manejos ou usos adotados, que tragam informações

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que desdobrem em pormenores as relações ecológicas destes organismos.

2.4 HIPÓTESES 1. Inexistência e/ou escassez de dados sobre as populações integrantes da fauna edáfica no estado de Santa Catarina. 2. As correlações entre os atributos físico-químicos e fatores bióticos e abióticos entre as regiões pode ser uma variável para explicar uma possível discrepância nas populações biológicas de fauna entre nas regiões estudadas. 3. Vários organismos são utilizados como indicadores de qualidade ambiental em vários ecossistemas, no entanto, no solo os trabalhos ainda são esparsos, inexistes ou escassos. 4. Os sistemas de manejo podem interferir nos gradientes populacionais da fauna edáfica, sendo que estes podem ser também sofrer alterações não somente antrópicas, mas também de variáveis físico-químicas assim como das diferenças edafoclimatologicas. 2.5 OBJETIVO 2.5.1 Objetivo geral

Estudar a biodiversidade da macrofauna edáfica (distribuição, abundância e diversidade de espécies nativas e exóticas), incluindo diversidade de minhocas, como indicadores da qualidade ambiental em diferentes sistemas de manejo e áreas de preservação ambiental, abrangendo cidades das regiões do Planalto e Oeste do estado de Santa Catarina. 2.5.2 Objetivos específicos

1. Determinar a diversidade e distribuição geográfica da macrofauna edáfica, notadamente de espécies exóticas e nativas sob diferentes sistemas de manejo (Reflorestamento de Eucalipto, Integração Lavoura

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Pecuária, Plantio Direto, Campo Nativo) e áreas de preservação ambiental (Floresta Nativa) num gradiente latitudinal e longitudinal do estado de Santa Catarina;

2. Encontrar espécies úteis como bioindicadores de floresta nativa (ou em bom estado de preservação) e de ambientes perturbados, visando gerar um valor indicador (peso na separação) para cada espécie encontrada da macrofauna edáfica;

3. Realizar a descrição taxonômica novas espécies que poderão ser encontradas;

4. Compartilhar experiências e capacitar pesquisadores e alunos nas metodologias e práticas para a identificação clássica da macrofauna edáfica e minhocas;

5. Realizar análises estatísticas multivariadas conjuntas, visando obter uma visão mais holística e global sobre aspectos ecológicos das diferentes espécies encontradas nos sistemas de manejo do solo.

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3 MATERIAIS E MÉTODOS 3.1 CARACTERIZAÇÃO DAS ÁREAS DE ESTUDO 3.1.1 Localização das áreas amostradas

O presente trabalho foi realizado em duas regiões do estado de Santa Catarina, a região Oeste do Estado de Santa Catarina que compreendeu os municípios de Chapecó (XAP), Xanxerê (XAN) e São Miguel do Oeste (SMO), e a região Planalto que compreendeu os municípios de Campo Belo do Sul (CBS), o distrito de Santa Terezinha do Salto (STS) no município de Lages e Otacílio Costa (OTC), conforme a Figura 1.

Em ambas as áreas foram coletadas em duas épocas contrastantes, Inverno [EP1(Meses de junho, julho e agosto de 2011)] e verão [EP2 (meses de dezembro de 2011 e janeiro de 2012)].

Ambas as regiões possuem relevo suave ondulado a ondulado. Os três municípios de cada região foram selecionados de acordo com suas características geográficas, tipo de solo e sistemas de uso do solo (SUS) e histórico de manejo. Foram estudados cinco SUS, sendo: Floresta Nativa (FN); Reflorestamento Eucalipto (RE); Pastagem Perene (PA); Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Plantio Direto (PD).

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Figura 1: Localização das áreas de estudo. Na Regiã o Oeste 1 –[São Miguel do Oeste (SMO); 2- Chapecó (XAP); 3- Xanxerê (XAN)] e Planalto Catarinense [4- Campo Bel o do Sul (CBS); 5- Lages (Santa Terezinha do Salto) ( STS); 6 – Otacílio Costa (OTC)]. As informações referente s às coordenadas geográficas (pontos médios) de todas as áreas pode ser visualizada na Tabela 1

.

Fonte: Pessquisa do Autor (2013).

Tabela 1: Coordenadas geográficas e altitude de cad a área estudada

(continua) Região Município SUS Coordenadas Altitude OESTE XAP FN S2702.074 W5241.809 623m OESTE XAP RE S2701.713 W5241.576 653m OESTE XAP PA S2705.292 W5238.703 642m OESTE XAP ILP S2703.061 W 5243.164 593 OESTE XAP PD S2700.815 W5241.382 679m OESTE XAN FN S2650.020 W5227.199 714m OESTE XAN RE S2647.054 W5227.612 709m OESTE XAN PA S2649.678 W5228.189 723m OESTE XAN ILP S2679.730 W5228.268 714m OESTE XAN PD S2650.311 W5228.562 746m

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Tabela 1: Coordenadas geográficas e altitude de cad a área estudada

(conclusão) Região Município SUS Coordenadas Altitude

OESTE SMO FN S2644.315 W5332.082 648m OESTE SMO RE S2643.973 W5332.101 659m OESTE SMO PA S2644.001 W5332.027 660m OESTE SMO ILP S2644.648 W5332.722 641m OESTE SMO PD S2644.672 W5332.662 642m PLANALTO CBS FN S2752.943 W5039.338 1016m PLANALTO CBS RE S2753.363 W5039.056 989m PLANALTO CBS PA S2752.130 W5039.175 1004m PLANALTO CBS ILP S2752.131 W5039.980 947m PLANALTO CBS PD S2752.365 W5040.366 923m PLANALTO STS FN S2747.963 W5035.743 895m PLANALTO STS RE S2747.752 W5036.069 852m PLANALTO STS PA S2747.873 W5036.000 858m PLANALTO STS ILP S2747.544 W5035.802 873m PLANALTO STS PD S2747.123 W5035.972 883m PLANALTO OTC FN S2735.674 W4950.927 919m PLANALTO OTC RE S2733.446 W4956.879 855m PLANALTO OTC PA S2737.151 W4951.461 900m PLANALTO OTC ILP S2737.110 W4951.418 902m PLANALTO OTC PD S2729.063 W4954.215 879m Fonte: Pesquisa do Autor (2013) 3.1.2 Caracterização da região oeste

A região Oeste apresenta clima, ou seja, clima

subtropical constantemente úmido, sem estação seca, com verão quente, Cfa, segundo a classificação Köeppen (a temperatura média do mês mais quente ≥ 22,0 ºC). A precipitação pluviométrica total anual pode variar de 1.430 a 2.020 mm, com o total anual de dias de chuva entre 118 e 146 dias. A umidade relativa do ar pode variar de 77 a 82%. Podem ocorrer, em termos normais, de 5 a 12 geadas por ano. Os valores de horas de frio iguais ou abaixo de 7,2 ºC variam de 164 a 437 horas acumuladas por ano. A insolação varia de 2.117 a 2.395 horas nesta região.

A vegetação predominante é a Floresta Subtropical (ombrófila mista/mata Atlântica) da Bacia do Rio Uruguai, com predominância da grápia (Apuleia leiocarpa), angico-vermelho

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(Parapiptadenia rigida), louro-pardo (Cordia trichotoma), guajuvira (Patagonula americana), maria-preta (Diatenopterix sorbifolia), rabode-mico (Lonchocarpus leucanthus), canharana (Cabralea glaberrima), canafístula (Peltophorum dubium), cedro (Cedrela fissilis), guatambu (Balfourodendron riedelianum) e timbaúva (Enterolobium contortisiliquum).

Na região Oeste as áreas de FN (fragmentos de floresta) não houve entrada de animais, no entanto há sinais claros de antropização, em estágio de clímax, com vegetação de sucessão primária e secundária e um sub-bosque bem estabelecido. As áreas de RE apresentam árvores (Eucaliptus sp.) plantadas em épocas próximas entre 4 a 7 anos as quais anteriormente eram campos nativos e com manejo no solo somente na época de plantio das mudas. Uma das áreas de PA nunca sofreu qualquer tipo de manejo e já está estabelecida com gramíneas a mais de 50 anos. A outra se encontra sob sistema de pastagem há apenas 12 anos, onde anteriormente havia uma área natural a qual foi derrubada e convertida em pastagem e atualmente são aplicados cerca de 15.000 l ha-1 ano-1 de dejeto de suíno. Todas as áreas de PA são utilizadas basicamente para pastejo de animais de produção em sua maioria gado leiteiro.

As áreas de ILP foram cultivadas com milho e soja durante o período do verão e consórcio de azevém (Lolium multiflorum) e aveia (Avena sp.) durante o inverno, é feita aplicação de fertilizante NPK na proporção de 400 kg ha-1.Também foram feitas calagens sucessivas para correção do pH na proporção de aproximadamente 2 t ha-1, com uma gradagem leve ao final do inverno para entrada da cultura de verão e aplicação de glifosato para controle de plantas daninhas, fungicidas e inseticidas. As areas de PD forma cultivadas com culturas de soja (Glycine max) e milho (Zea mays) durante o verão em rotação de culturas e no inverno trigo (Triticum sativum) sistema estabelecido no mínimo há 5 no máximo 18 anos, com aplicação de glifosato para controle de plantas daninhas assim como aplicação de fungicidas e inseticidas. 3.1.3 Caracterização da região do Planalto Catarine nse

O clima do Planalto Catarinense é temperado

constantemente úmido, sem estação seca, cfb, segundo a classificação de Köeppen, a temperatura média do mês mais

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quente <20 ºC. A precipitação pluviométrica total anual que pode variar de 1.360 a 1.600 mm, com o total anual de dias de chuva entre 123 e 140 dias. A umidade relativa do ar pode variar de 80 a 83%. Podem ocorrer de 20 a 29 geadas por ano. Os valores de horas de frio abaixo ou iguais a 7,2 ºC variam de 642 a 847 horas acumuladas por ano. A insolação total anual pode variar de 1.824 a 2.083 horas nesta sub-região .

Vegetação primária predominante são Campos com Capões, Florestas Ciliares e Bosques de Pinheiros, com predominância de ervas (Gramíneas, Ciperáceas, Leguminosas e Compostas) também existe a Floresta de Araucária na Bacia Pelotas-Canoas, com submata onde predominam canela-lajeana (Ocotea pulchella), canela-amarela (Nectandra lanceolata), canela-guaicá (Ocotea puberula), canela-fedida (Nectandra grandiflora), canela-fogo (Cryptocarya aschersoniana) e camboatá (Matayba elaeagnoides), entre outras. O solo predominante na região Planalto Catarinense são Cambissolos (EPAGRI-CIRAM, 2002).

Na região Planalto, as áreas de FN comumente apresentam entrada de animais de produção, com vegetação bem estabelecida e em estágio sucessional de clímax, apresentando sub-bosque com aberturas e trilhas. Em RE as áreas possuem arvores de Eucaliptus sp entre 7 a 20 anos, sendo usadas com pastagem antes deste período, após a convertida em reflorestamento, com entrada de animais. A PA não apresenta qualquer tipo de manejo, pois são áreas nativas, com lotação de animais que variam de 0,4 a 1,5 animais ha-1. As areas de ILP apresentam em sua maioria plantação sob semeadura direta de milho e soja durante o verão e durante o inverno consórcio de aveia e azevém entre 10 a 25 anos neste sistema e entrada de animais que variam de 0,2 a 1,5 animais ha-1.

Também houve aplicação de calcário nos últimos dois anos em intervalos irregulares que variam de aplicações anuais até dois com aproximadamente 2 t ha-1 e aplicações frequentes de fungicidas, herbicidas e inseticidas. As áreas com PD foram cultivadas com milho e soja no o verão e durante o inverno dependendo da propriedade há produção de trigo ou fica em pousio durante um ciclo ou ainda há cultivo de azevém e aveia para cobertura do solo. No que diz respeito à calagem, as

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quantidades foram de acordo com a recomendação de técnicos da Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina (EPAGRI), conforme o Manual de Adubação e calagem para os estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina. (CFS-RS/SC, 1995)

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4 AMOSTRAGEM

As amostragens ocorreram no inverno (Julho e Agosto de 2011) e verão (Dezembro de 2011 e Janeiro de 2012). O método de coleta foi o TSBF (Tropical Soil Biology and Fertility) (ANDERSON; INGRAM, 1993) utilizando um esquema de grade amostral, com espaçamento entre cada ponto de 30 m e respeitando 20 m de bordadura, totalizando uma área de 1 ha de todos os SUS (Figura 3). Em cada tratamento foram coletados nove monólitos de 25x25x20 cm, totalizando por região 540 pontos amostrais (inverno + verão) georreferenciados (Tabela 1).

Os monólitos foram ensacados, identificados e levados até o laboratório de Solos e Sustentabilidade da UDESC/CEO em Chapecó, Santa Catarina, onde se procedeu à triagem manual, com o auxilio de iluminação artificial. Todos os organismos foram retirados e fixados em álcool 80% e as minhocas capturadas nos monólitos foram fixadas em formol (5%) por uma semana e posteriormente transferidas para álcool comercial na concentração de 92,8% (Figura 2). Os organismos foram identificados em ordens, grandes grupos e contados, as minhocas foram identificadas em nível de família, gênero e espécie, quando possível.

Para complementação da avaliação da diversidade de espécies de minhocas também foram feitas amostragens qualitativas, que consistiram em buracos cavados aleatoriamente dentro da área de estudo e em alguns SUS (FN, RE e PA) procurou-se debaixo de troncos, pedras e bromélias quando presentes nas áreas (Figura 09). Os indivíduos encontrados foram, mantidos em álcool comercial (92,8%) sob refrigeração (-4ºC) para posteriormente submeter às análises de DNA, a fim de identificar, classificar e estabelecer as relações filogenéticas entre os táxons.

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Figura 2: Detalhe das etapas da coleta de monólitos . 1-Amostrador para TSBF; 2- Retirada do monólito; 3-Coleta da amostra de solo; 4-Ensacando a amostra pa ra ser transportada para o laboratório; 5-Triagem manu al com auxilio de iluminação artificial.

Fonte: Pesquisa do Autor (2013).

Figura 03: Detalhe do grid amostral, para a coleta das amostras

para análise química, física, TSBF e qualitativo de minhocas.


(1)

(5) (2)

(3)

(4)

42

Nos mesmos pontos de coleta do TSBF foram retiradas amostras para avaliação dos atributos químicos conforme metodologia de Tedesco et al.(1995), a saber: (pH-água, índice SMP, P, K, M.O., Al, Ca, Mg, H + Al, CTC pH7. zero, bases, K CTC, Ca CTC, Mg CTC, Ca/Mg, Ca/K, Mg/K). Para os atributos físicos, foi avaliada a estabilidade de agregados, determinada em amostras destorroadas e tamisadas entre as peneiras de 8 mm e 4,75 mm, de acordo com a metodologia de Kemper e Chepil (1965), e agitadas verticalmente em água, sendo o aparelho composto por quatro peneiras de 4,75; 2,00; 1,00 e 0,25 mm.

A granulometria do solo foi determinada pelo método da pipeta (GEE; BAUDER 1986), utilizando-se solução de hidróxido de sódio como dispersante químico. A fração areia foi removida por tamisação em peneira de 0,053 mm. As frações silte e argila foram separadas por sedimentação e posterior pipetagem da argila em suspensão. As frações argila e areia foram calculadas após pesagem em estufa a 105 ºC, sendo o silte calculado por diferença.

A densidade de partículas (Dp) foi determinada pelo método do balão volumétrico, sendo a determinação do volume de álcool necessário para completar a capacidade do balão contendo solo previamente seco em estufa (EMBRAPA, 1997).

A densidade do solo (Ds) foi determinada pelo método do anel volumétrico, em amostras com estrutura preservada. O volume de bioporos foi determinado na mesa de tensão de areia à sucção de 1 kPa. O volume de microporos foi determinado por meio de retenção de água após saturação das amostras do solo e submetidas às tensões de 6 kPa em mesa de tensão de areia. O volume de macroporos foi obtido pela diferença entre o volume total de poros e o de microporos. A porosidade total (PT) foi calculada pela razão entre a densidade do solo e a densidade de partículas (Ds/Dp) (EMBRAPA, 1997).

A resistência do solo à penetração foi obtida nas amostras volumétricas, com umidade equilibrada na tensão correspondente a 10 kPa, utilizando-se um penetrômetro de bancada Marconi®, modelo MA-933, dotado de cone com 4 mm de cimento, ângulo de ataque de 45� e velocidade de penetração de 1 mm/s.

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5 ANÁLISE ESTATÍSTICA DOS DADOS Os dados de abundância (número de indivíduos por

grupo) e riqueza de grupos obtidos através da identificação dos táxons foram submetidos à Análise de Variância (ANOVA) utilizando o software ASISTAT (SILVA, 1996), a fim de verificar as diferenças significativas entre os tratamentos (p < 0,05).

5.1 ANÁLISE MULTIVARIADA Os dados de abundância (número de ind. m-2) foram

submetidos a uma Análise de Correspondência Retificada (Detrended Correspondence Analysis) neste caso chamado de DCA, a fim de conhecer o comprimento do gradiente. Quando o comprimento foi menor que três (resposta linear) foram feitas Análises de Componentes Principais (ACP) para as épocas (inverno e verão) e regiões estudadas (Oeste e Planalto) utilizando o software estatístico CANOCO versão 4.0 (TER BRAAK; SMILAUER, 1998). E os atributos físicos e químicos como variáveis ambientais explicativas.

As coordenadas geográficas (ponto a ponto; n = 135) foram usadas como co-variável nas Análises de Componentes Principais (ACP) para macrofauna. Foram efetuadas Análises de Redundância (RDA) utilizando os atributos químicos (pH, P, K, Ca, Mg, M.O., Al e Ca/Mg) e físicos (densidade, porosidade total, bioporos, resistência à penetração, argila, silte e densidade média de partículas), como variáveis ambientais explicativas. As variáveis explicativas colineares foram identificadas utilizando-se Análise de Correlação de Pearson, sendo retiradas do modelo quando o coeficiente foi ≥ que 0,80. Também foi realizada uma seleção de variáveis, deixando somente as significativas (p< 0,05),as quais foram usadas na ACP para grupos da macrofauna e diversidade de minhocas.

A similaridade/dissimilaridade entre os SUS foi verificada por análise ANOSIM e a contribuição das variáveis por SIMPER, sendo os dados da abundância da macrofauna foram transformados (log (x+1) através do Software PRIMER 5.6 (CLARKE; WARWICK, 1994).

Foram ainda efetuadas análises de decomposição de variância de cada época de amostragem utilizando os dados dos grupos da macrofauna e os atributos físicos e químicos das

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áreas estudadas, utilizando o software estatístico CANOCO versão 4.0 (TER BRAAK; SMILAUER, 1998).

Com o objetivo de avaliar a contribuição relativa dos diferentes parâmetros ambientais (SUS e parâmetros físicos e químicos) e espaciais (coordenadas geográficas) em explicar a composição de grupos da macrofauna do solo nos diferentes locais de coleta (Oeste e Planalto) realizou-se a análise de Decomposição de Variância, onde as variáveis selecionadas nos SUS foram: Fósforo (P), Cálcio (Ca), Magnésio (Mg) e Matéria Orgânica (MO); - Parâmetros físicos: Densidade (Ds), Porosidade Total (Pt) e Resistência a Penetração (RP).

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6 RESULTADOS E DISCUSSÃO 6.1 REGIÃO OESTE DE SANTA CATARINA

Houve diferença significativa (p < 0,05) entre os Sistemas

de Uso do Solo (SUS) tanto para a primeira época (EP1) de amostragem (inverno) como para a segunda época (EP2) de amostragem (verão) na Região Oeste do Estado de Santa Catarina. (Figuras 4-a e 4-b).

Figura 4: Riqueza de táxons das áreas de Floresta N ativa (FN),

Reflorestamento de Eucalipto (RE), Pastagem (PA), Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Plantio Direto (PD) no inverno-2011 (10-a) e verão–2011-12 (10-b), na r egião Oeste de Santa Catarina. N=27

Fonte: Pesquisa do Autor (2013)

(a)

nº d

e G

rupo

s

Sistemas de Uso do Solo

(b)

nº d

e G

rupo

s


46

Para a riqueza de grupos na EP1 Formicidae foi mais predominante na sequencia FN > PA > ILP > RE > PD, na EP2 o mesmo grupo taxonômico ocorreu na sequência de RE > PA> ILP > PD > FN. Isoptera maior frequência em áreas menos manejadas (FN, RE e PA) praticamente não ocorrendo em áreas agrícolas (PD e ILP).

Coleoptera em EP1 teve maior ocorrência em PD, ILP e RE e menor em PA e FN com o mesmo comportamento. Para Oligochaeta teve maior frequência nas áreas agrícolas PD e ILP respectivamente, tanto para EP1 quanto na EP2. A flutuação populacional de coleoptera tem influencias dos sistemas de plantio (em áreas agrícolas) e do regime hídrico (pluviosidade) conforme os resultados de Cividanes; Cividanes, (2008) estudando Coleoptera: Stafilinidae em duas áreas com culturas de soja/milho cultivadas em sistemas de plantio direto e convencional adjacentes a fragmento florestal e povoamento de Pinus, respectivamente.

Para ambas as épocas já se esperavam riquezas diferenciadas entre os SUS, uma vez que há heterogeneidade nos mesmos. A modificação da paisagem causada pelo uso e manejo do solo, a qual já é reportada na literatura como um dos fatores que alteram a composição, densidade e riqueza de táxons (CLUZEAU et al. 2012; BARAL et al. 2013).

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Figura 5: Frequência relativa dos principais grupos da macrofauna na Floresta Nativa (FN), Reflorestamento de Eucalip to (RE), Pastagem (PA), Integração Lavoura-Pecuária (I LP) e Plantio Direto (PD) para a primeira época (a) (inverno/2011) e segunda época de amostragem (b) (verão–2011/12) na região Oeste de Santa Catarina (n=27). Form= Hymenoptera: Formicidae; Isopt= isopt era; coleo= Coleoptera; larv = larvas; ara= Araneae; chi l = Chilopoda; dipl = Diplopoda; orth= Orthoptera; hemi = Hemíptera; isop= Isopoda; derm= Dermaptera; blat= Blattodea; mol= Molusca; opil= Opiliones; oligo= Oligochaetas.


Os organismos que ocorreram em maior frequência na

EP1 (Figura 5-a) foram formigas (Formicidae), cupins (Isoptera), larvas (formas imaturas de coleoptera), lacraias e centopeias (Chilopoda e Diplopoda, respectivamente). Para a segunda época (EP2) (Figura 5-b) de amostragem (verão) os grupos mantiveram a mesma tendência, no entanto a diferença entre as épocas de amostragem está relacionada entre os SUS (em função das plantas de cobertura), pois em termos de organismos praticamente não se diferenciaram.

A frequência relativa de Hymenoptera na grande maioria de formigas foi menor no inverno (Figura 5-a) em comparação ao verão (Figura 5-b), independente do SUS MOÇO et al. (2005) também encontraram maiores densidades de Hymenoptera: Formicidae ao comparar diferentes coberturas vegetais, em duas épocas distintas no estado do Rio de Janeiro.

oFrequência Relativa (%)

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A predominância de formigas e cupins normalmente é influenciada pela quantidade e qualidade de serapilheira proveniente das plantas de cobertura (BARETTA et al., 2006). No entanto, a ação antrópica interfere nessa dinâmica, especialmente através do monocultivo, como o reflorestamento de eucalipto, onde a qualidade e a diversidade da serapilheira são menores (CAMARA et al., 2012). Além disso, fatores bióticos e abióticos também influenciam no acumulo e deposição de serapilheira em sistemas florestais (FN e RE) comparando com os sistemas agrícolas, o que pode alterar as populações de macroinvertebrados terrestres. Em um estudo realizado Höfer et al. (2001) observou-se que as populações de formigas e cupins foram menores em áreas, de monocultivo, quando comparadas com áreas não entronizadas, em consequência do baixo acumulo de serapilheira.

Os valores de densidade média total variaram entre 0 (zero) a 3.888 indivíduos m-2 na EP1 entre os SUS, sendo que dentre estes, a PA apresentou maior densidade em relação aos demais tratamentos, tanto a EP1 quanto na EP2 (Figuras 6-a e 6-b). Por outro lado a densidade média de organismos na EP2 foi de 1255; 835; 905; 136 e 147 ind. m-2 nas áreas de FN, PA, RE, PD e ILP, enquanto na EP1 foram 726; 369; 717; 194 e 168 ind. m-2 FN, PA, RE, ILP e PD, essa maior densidade de organismos pode ser explicada pelo regime hídrico que foi maior no inverno, assim como pela rotação de culturas. Por outro lado as altas temperaturas no verão intensificam o processo de degradação da serapilheira remanescente, reduzindo a biodiversidade edáfica.

A alta predominância de organismos sociais em ambas as épocas (EP1 e EP2) pode ser causada pela própria característica das castas formadas, aumentando com isso a expectativa de vida dessas populações. Essa organização social apareceu ao longo do processo evolutivo, como forma de aumentar as chances de sobrevivência, resistindo a ataques de predadores além de resistirem melhor as pressões ambientais (BEGON et al., 2008).

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Figura 6: Densidade média de macrofauna (ind. m -2) para Floresta Nativa (FN), Reflorestamento de Eucalipto (RE), Pastagem (PA), Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Plantio Direto (PD) para primeira (a) (Inverno/2011 ) e segunda época de amostragem (b) (n=9x3).


Den

sida

de (I

nd. m

2 )

(a)


Sistemas de uso do solo

Densidade (ind. m-2)

Densidade (ind. m-2)

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A variabilidade espacial de grupos de macrofauna em cada tratamento avaliada através da análise de similaridade (ANOSIM) revelou diferenças significativas entre os SUS (R: 0,22, p=0,001%) para EP1. No entanto para EP2 (R: 0,20, p=0,001%) os sistemas PD e ILP, quando comparados, não apresentaram diferenças significativas (Tabela 02) indicando semelhanças entre essas áreas e reforçando que as áreas agrícolas interferem de forma similar no que se refere a macrofauna do solo, permitindo que apenas táxons resistentes permaneçam onde há modificações como a introdução de espécies exóticas, alternância de culturas em curto espaço de tempo (HEDDE et al., 2013). BARTZ et al. (2011) também relataram semelhança na abundancia de minhocas do gênero Urobenus ao compararem ILP e PD, usando a FN como referencia nestas mesmas áreas, e atribuíram essa semelhança ao sistema adequado de uso e manejo do solo, especialmente pelo maior conteúdo de matéria orgânica e permanência da cobertura vegetal. Para a Região Oeste na primeira época de amostragem (inverno) o número de indivíduos por metro quadrado foi superior em Floresta Nativa (FN), Reflorestamento de Eucalipto (RE) e Pastagem (PA) e inferior nas áreas de Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Plantio Direto (PD) em comparação a segunda época (EP2) de amostragem (verão). Os SUS diferem-se em sua composição florística, principalmente pelo fato de que FN, RE e PA possuem um manejo reduzido ou inexistente no caso de FN.

Nas figuras (4-a e 4-b) pode-se verificar que o número de grupos apresentou uma resposta negativa da macrofauna em relação ao manejo, onde os sistemas naturais apresentaram maior riqueza quando comparados com sistemas manejados.

Neste sentido, Ricklefs (2010) aponta que as condições ambientais, interferem na distribuição e abundancia das comunidades, incluindo as edáficas, não obstante disso, a abrangência geográfica de uma população depende de sua capacidade de dispersão, clima, topografia, solo e estrutura vegetacional.

Um experimento realizado por Keith (2012) comparou o efeito do tipo do solo e os SUS com os atributos microbiológicos e alguns organismos edáficos (Nematóides, Ácaros, Formigas e Minhocas). Tal estudo, revelou que indicadores microbianos não

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respondem a gradientes ambientais de larga escala, assim as diferenças ocorridas nos valores de densidade e riqueza da fauna corroboram com os resultados obtidos neste estudo, e reforçam a hipótese de que os sistemas manejados influenciam a riqueza de grupos da fauna do solo. Por outro lado Kovács-Hostyánszki (2013) em um estudo conduzido em fazendas da Hungria demonstrou que o pastejo não exerceu qualquer diminuição na riqueza, abundância e diversidade de espécies de minhocas (oligochaetas)

A frequência de organismos demonstrou maior predominância de organismos sociais não apresentando efeito de época para a ocorrência destes, a explicação para esse fenômeno é simples e se baseia em um dos princípios ecológicos denominado Principio de Allee onde “cada casta é especializada para desempenhar as funções de reprodução, coleta de alimento e proteção” (ODUM, 2007) resultando em populações numerosas que tem como único objetivo a manutenção e perpetuação da espécie, trazendo maior resistência e maior facilidade de adaptação as modificações ambientais (manejo) de modo que, no presente estudo os grupos Formicidae e Isoptera ocorreram com maior frequência mesmo em áreas manejadas (PD e ILP).

A alta frequência de organismos como Coleoptera em áreas agrícolas pode ser explicada pelo manejo destas áreas. Sabe-se que o manejo interfere na distribuição da macrofauna, no entanto, este grupo por não possuir uma organização social e serem costumeiramente solitários (errantes), buscando explorar locais para sua reprodução e estruturação, cujos predadores sejam menos frequentes (vertebrados e invertebrados) que normalmente ocorre em áreas onde há um grau de estresse maior, diferentemente das áreas mais estáveis como a Floresta Nativa, onde a estruturação das relações ecológicas é mais complexa e inclui diversos predadores.

Por outro lado, a regulação do número de indivíduos de uma população nem sempre é possível de ser predita. De modo geral, a ordem coleoptera é amplamente distribuída e possui os mais diversos hábitos alimentares podendo ser fitófagos, predadores ou fungívoros e ainda podem ser detritívoros e alguns poucos parasitas e representam cerca de 40% de todas as espécies conhecidas de Hexapoda (TRIPLEHORN e JONNSON, 2011) essa ampla gama de hábitos alimentares e habitats faz com essa ordem se destaque dentre dos outros taxa.

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O teste de permutação ANOSIM foi utilizado a fim de observar a significância das diferenças entre os tratamentos (tabela 02). Esse teste produz uma estatística R que varia em uma amplitude de -1 a 1. Valores R iguais a 1 são obtidos apenas quando todas as réplicas dentro dos grupos são mais similares entre si do que qualquer réplica de grupos diferentes (MAISI e ZALMON, 2008). Neste sentido observou-se que a heterogeneidade dos tratamentos explica a variação entre os diferentes grupos de macrofauna encontrados.

Vários estudos tem demonstrado que as práticas de manejo interferem negativamente na estrutura das populações de organismos edáficos (BARETTA et al., 2003; MUNIZ et al., 2011; PIMENTEL et al., 2011; PORTILHO et al., 2011; PAULI et al., 2012). As necessidades de produção tem levado a utilização de agroquímicos, mas não somente isso, o fogo também é utilizado como método de controle de ervas daninhas e outras pragas. A aplicação de herbicidas aliada à utilização de fogo foi estudada por Iglay et al. (2012) sobre as populações de besouros. Marchão et al. (2009) avaliando sistemas agrícolas e pastagens contínuas observaram que os sistemas conservacionistas (PD e ILP) contribuíram para o estabelecimento de grupos funcionais denominados “engenheiros do ecossistema”.

Os grupos que mais contribuíram para a separação (dissimilaridade) dos SUS estudados são apresentados nas Tabelas 03 e 04 com suas respectivas contribuições, que foram calculadas através da análise SIMPER, utilizando o coeficiente de distanciamento de Bray-Curtis, onde foi possível visualizar uma nítida diferença entre a época de amostragem, sendo que para EP1 quando comparada com a EP2 apresentou um número de táxons capazes de separar os sistemas, sendo mais elevado em relação a EP2.

Os tratamentos foram comparados aos pares (FN x RE; FN x PA; FN x ILP; FN x PD; RE x PA; RE x ILP; RE x PD; PA x ILP; PA x PD; e ILP x PD) através da análise SIMPER que leva em consideração a distância de Bray-Curtis para similaridade entre os SUS conforme pode ser visto nos Quadros 1 e 2. Essas combinações aos pares relatada na análise SIMPER (tabela 3 e 4) nos oferecem informações de quais organismos estão mais associados a qual sistema de manejo e os que mais contribuíram

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para que essa diferenciação ocorresse, corroborando com os resultados de Fröhlich et al. (2011) e Mentone et al. (2011) quando comparam a ocorrência de espécies de formigas (Formicidae) em áreas de Floresta Nativa e Eucalipto e observaram maior predominância destes organismos em Floresta Nativa, possivelmente pela diversidade da composição florística e a presença de locais específicos para nidificação destes organismos.

A alta ocorrência de cupins (Isoptera) encontrada em FN, RE e PA podem estar relacionadas à grande diversidade de hábitos alimentares que estes organismos possuem, portanto a complexidade da serapilheira em FN, do presente estudo, corroborou com os estudos de Lima; Costa-Leonardo (2007) que analisaram os recursos alimentares de cupins em diferentes áreas. No entanto, para este estudo isso não foi muito claro, pois é preciso identificação em nível de espécie para obter resultados mais precisos com relação ao motivo da maior ocorrência destes organismos nas áreas estudadas. Tabela 02: Análise de similaridade (ANOSIM) época 1 (EP1,

Inverno/2011), e Época 2 (EP2, Verão/2011-12) as ár eas de: Floresta Nativa (FN), Reflorestamento de Eucali pto (RE), Pastagem (PA), Integração Lavoura-Pecuária (I LP) e Plantio Direto (PD) na Região Oeste de Santa Catarina.

EP1 EP2 EP1 - EP2 Áreas

R Nível (%) R Nível (%) Permutações FN, RE 0,124 0,1 0,174 0,1 999 FN, PA 0,170 0,1 0,111 0,1 999 FN, ILP 0,315 0,1 0,321 0,1 999 FN, PD 0,486 0,1 0,276 0,1 999 RE, PA 0,095 0,1 0,159 0,1 999 RE, ILP 0,138 0,1 0,209 0,1 999 RE, PD 0,227 0,1 0,242 0,1 999 PA, ILP 0,223 0,1 0,284 0,1 999 PA, PD 0,354 0,1 0,277 0,1 999 ILP, PD 0,066 0,1 0,017 21,3 999 Fonte: Pesquisa do Autor (2013)

A análise SIMPER demonstrou qual táxon foi responsável pela similaridade entre os SUS, onde o ponto de corte foi para os

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táxons que contribuíram com menos 90% para as semelhanças (Tabelas 3 e 4). Os grupos Coleoptera e Isoptera foram os que mais se destacaram, aparecendo em todos os sistemas de manejo. Destaca-se também alguns menos frequentes como Chilopoda, Diplopoda e Araneae que apareceram em épocas e tratamentos muito específicos especialmente para áreas agrícolas (PD e ILP) em ambas as épocas.

As taxas de serapilheira em áreas agrícolas normalmente são reduzidas quando comparadas as áreas estáveis como florestas, ou ainda áreas menos manejadas como reflorestamento, neste estudo não foram medidas as taxas de deposição da serapilheira, no entanto um estudo conduzido por Ashford et al. (2013) verificaram redução engenheiros do ecossistema (minhocas, cupins e formigas) em áreas onde havia baixas quantidades de serapilheira. Riuta et al. (2012) também estudando a relação entre a serapilheira com a macrofauna do solo, verificou que a presença de resíduos vegetais variados contribui para que os organismos se estabeleçam.

Tabela3 Análise SIMPER de cada grupo da macrofauna para época 1 (EP1) (Inverno/2011) para: Floresta nativa (FN). Reflorestamento de Eucalipto (RE), Pastagem (PA), Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Plantio Direto (PD) na região Oeste de Santa Catarina Tabela 3: Análise SIMPER de cada grupo da macrofaun a para

época 1 (EP1) (Inverno/2011) para: Floresta Nativa (FN), Reflorestamento de Eucalipto (RE), Pastagem (PA), Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Plantio Direto (PD) na região Oeste de Santa Catarina

1Formicidae = Ordem Hymenoptera; 2 Larvas que não foram possíveis identificar; 3 Ausência de grupo taxonômico. Fonte: Pesquisa do Autor (2013)

Áreas/Táxons Form.1 Col. Isopt. Larv. 2 Chil. Dipl. Oligo. FN 41,55% 24,87% -3 -3 -3 -3 -3 RE 14,78% 48,78% -3 -3 -3 -3 -3 PA 31,67% 50,52% 10,50% -3 -3 -3 -3 ILP -3 41,23% -3 11,37% 11,32% -3 25,75% PD -3 43,90% -3 -3 -3 12,60% 31,73%

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Tabela 4: Análise SIMPER para época 2 (EP2) (verão/ 2011-12) para Floresta Nativa (FN), Reflorestamento de Eucalipto (RE), Pastagem (PA), Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Plantio Direto (PD) na região Oeste de Santa Catari na.

1Formicidae = Ordem Hymenoptera; 2Ausência de grupo taxonômico. Fonte: Pesquisa do Autor (2013)

Ainda, é possível verificar que Formigas (Formicidae) e

Besouros (Coleoptera) estão presentes em todos os tratamentos para segunda época de amostragem (EP2) (Tabela 4), sendo estes capazes de revelar as similaridades entre os SUS. Já os Cupins (Isoptera) apresentaram predominância nas áreas de FN, RE e PA. Em sua totalidade pode-se subentender que a época de amostragem é importante na abundância destes grupos taxonômicos da macrofauna invertebrada, além do tipo de SUS.

As diferenças de abundância de grupos da fauna mocroinvertebrada entre as épocas de amostragem podem ser explicadas pelo manejo, pois nas áreas agrícolas ocorre a rotação de culturas, além disso, a aplicação de insumos e defensivos agrícolas aplicados anualmente, de modo que apenas organismos generalistas conseguem se estabelecer e explorar esse nicho trófico (BEGON et al., 2008).

A análise SIMPER testou aos pares à abundância média de cada táxon (semelhante ao quadro de Punnett) revelando através das distâncias de Bray-Curtis as dissimilaridades em termos de macrofauna edáfica entre os tratamentos (Quadro 1 e 2). Neste sentido, evidenciou-se que há diferenças em termos de macrofauna do solo com relação aos SUS estudados complementando os resultados obtidos e discutidos anteriormente nesta dissertação.

Áreas/Táxons Form.1 Col. Isopt. Chil. Ara. FN 34,53% 25,95% 15,83% 10,00% -2 RE 49,27% 14,63% 13,95% -2 -2 PA 43,75% 30,14% 16,59% -2 -2 ILP 30,53% 40,80% -2 -2 19,46% PD 25,61% 53,37% -2 -2 -2

56

Quadro 1: A análise SIMPER de cada grupo da fauna p ara a época 1 (EP1 Inverno de 2011) para os grupos: Formicidae (For), Isoptera (Isopt), Coleoptera (Col), Diplopod a (Dipl), Chilopoda (Chil), Oligochaeta (Olig) e Somatório de outras larvas (Larv) na região Oeste Catarinense. P onto de corte: 90% de dissimilaridade

1 Ausência de grupos taxonômicos. Fonte: Pesquisa do Autor (2013).

áreas FN RE PA ILP

RE For Isopt > FN

Col = FN

-1 -1 -1

PA

For > FN Isopt, Col <

FN.

For. Isopt, Col < RE. -1 -1

ILP For, Col, Isopt

> FN Olig < FN

For, Col, Isopt > RE Olig <

RE Chil = RE

For, Isopt, Col > PA.

Olig. < PA -1

PD For, Isopt > FN Col, Olig < FN

For > RE Col, Olig, Dipl <

RE

For, Isopt, Col >PA

Olig < PA

For, Chil, Larv >ILP

Col, Olig, Dipl < ILP

57

Quadro 2. A análise SIMPER de cada grupo da fauna p ara a época 2 (EP2 verão de 2011) para os grupos: Formicidae (For ), Isoptera (Isopt), Coleoptera (Col), Diplopoda (Dipl ), Chilopoda (Chil), Oligochaeta (Olig) e Somatório de outras larvas (Larv) na região Oeste Catarinense. P onto de corte: 90% de dissimilaridade.

1Ausência de grupos taxonômicos Fonte: Pesquisa do Autor (2013) 6.1.1 Análise de componentes principais

A Análise de Componentes Principais (ACP) (Figura 13) aponta

uma diferenciação dos grupos funcionais da macrofauna entre os sistemas de, Floresta Nativa (FN), Reflorestamento de Eucalipto (RE), Pastagem perene (PA), Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Plantio Direto (PD). O primeiro eixo da componente principal (CP1) explica 61,5% e a CP2 explica 6,5% da variabilidade entre os sistemas estudados, totalizando 68% da variabilidade total. O espaço (coordenadas geográficas) contribui apenas 3,4% da variação entre os SUS, isso significa que os 96,6% da variação é causada pelo manejo e não pelo distanciamento geográfico dos municípios estudados.

De modo geral pode-se observar que minhocas (Oligochaeta) estão mais relacionadas com as áreas manejadas (RE, ILP e PD) ao passo que os táxons Formicidae; Isopoda, Hemíptera; Araneae; Blattodea e Mollusca estão mais relacionados com FN, por outro lado, Dermaptera, Diplopoda, Chilopoda, Coleoptera e Orthoptera estão mais próximos de PA.

SUS FN RE PA ILP

RE Isopt, Col >FN For <FN -1 -1 -1

PA Isopt, For, Chil

>FN Col < FN

For, isopt > RE Col < RE

-1 -1

ILP Isopt, For, Col. > FN

For, Isopt > RE Col , Ara < RE

For, Isopt, Col > PA

-1

PD For, Isopt, Col > FN

For, Isopt > RE Col < RE

For, Isopt, Col > PA

Form, Ara, Oligo > ILP

Coleop < ILP

58

-1.0 1.0

-0.6

0.8

Pseu

Form

Isopt

Coleop

Larv

Ara

ChilDipl Orth

HemipIsop

Derm

Blat

MolOligo Out

Figura 7: Análise de Componentes Principais (ACP) p ara primeira época de amostragem (EP1 (inverno/2011). Região Oes te de Santa Catarina. Média de 135 Repetições. Florest a Nativa (FN ); Reflorestamento de Eucalipto (RE ); Pastagem (PA ); Integração Lavoura-Pecuária (ILP ) e Plantio Direto (PD ) e os vetores em vermelho ( ) representam os atributos físicos e químicos do solo . Oligochaeta (oligo), Formicidae (Form), Coleoptera (Coleop), Dermaptera (Derm), somatório de outras la rvas (Larv), Molusca (Mol), Pseudoscorpionidae (Pseu), Diplopoda (Dipl), Chilopoda (Chil), Isopoda (Isop), Araneae (ara), Blattodea (Blat), Isoptera (isopt), Orthoptera (orth), somatório de outros grupos menos frequentes (out).

Fonte: Pesquuisa do Autor (2013)

Para época 2 (EP2) a CP1 explicou 72,8% e a CP2 apenas 4,6% da variabilidade total (Figura 8). O espaço (coordenadas geográficas) contribuiu com apenas 4,8% da variação entre os SUS, de modo que, 95,2% da variação decorrem do tipo de manejo aplicado e não pelo distanciamento geográfico, uma vez que o critério para escolha das áreas foi justamente haver os mesmos manejos, altitudes semelhantes e a

CP

2: 6

,5%

CP1: 61,5%

59

mesma condição climática, mantendo certa homogeneidade entre os SUS.

De certo modo o distanciamento geográfico é uma das fontes de variação da macrofauna. No entanto neste estudo os resultados revelaram que esse fator não foi determinante para explicar a distribuição dos grupos da fauna do solo.

Contudo, sabe-se que os táxons ocorrem em manchas, tal condição de mosaico já foi relatada por RICKLEFS (2010) que afirma que “os mosaicos de paisagem podem ser influenciados por diversos animais que tem um efeito desproporcional sobre seu habitat. Humanos são os mais impressionantes destes engenheiros do ecossistema”.

Na ACP foi possível visualizar claramente a separação entre os SUS agrícolas onde as áreas agrícolas se concentraram do lado esquerdo do gráfico (Figuras 7 e 8) tanto para EP1 quanto para EP2. Observa-se que a grande parte dos grupos da macrofauna se concentrou em áreas menos manejadas, ou seja, com menor ruído antrópico.

As áreas agrícolas, apresentaram predominância de minhocas, ao passo que esse grupo foi reduzido nas áreas menos manejadas, detalhes deste grupo serão apresentados no item 8 desta dissertação. De modo geral percebe-se um aumento de formigas (Hymenoptera: Formicidae) e de cupins (isoptera) nas áreas menos perturbadas, que foram responsáveis pela diferenciação entre os SUS, conforme apontam os auto vetores. Outros grupos tiveram baixa frequência e, portanto os auto vetores indicaram uma fraca explicação tanto para EP1 como para EP2, sugerindo desta forma que o efeito de época não teve grandes influências na distribuição da macrofauna do solo.

60

Figura 8: Análise de Componentes Principais (ACP) p ara segunda Época de amostragem (EP2) (verão/2011-12) na região Oeste de Santa Catarina. Média de 135 Repetições. Floresta Nativa (FN ); Reflorestamento de Eucalipto (RE ); Pastagem (PA ); Integração Lavoura-Pecuária (ILP ) e Plantio Direto (PD ) e os vetores em vermelho ( ) representam os atributos físicos e químicos do solo. Oligochaeta (oligo), Formicidae (Form), Coleo ptera (Coleop), dermaptera (Derm), coleóptera (Coleop), somatório de outras larvas (Larv), molusca (Mol), Pseudoscorpionidae (Pseu), diplopoda (Dipl), chilop oda (Chil), isopoda (Isop), araneae (ara), blattodea (B lat), isoptera (isopt), orthoptera (orth), somatório de o utros grupos menos frequentes (out).


6.1.2 Análise de redundância

Para análise de redundância (RDA) (Figura 9), foram utilizados os grupos taxonômicos mais abundantes da

CP

2: 4

,6%

CP1: 72,8%

61

macrofauna (Pseudoscorpionidae, Formicidae, Isoptera, Coleoptera, Larvas, Araneae, Chilopoda, Diplopoda, Orthoptera, Isopoda, Dermaptera, Blattodea, Mollusca, Oligochaeta, e os grupos menos frequentes foram agrupados em “outros”) e como variável resposta e os atributos físicos (Densidade, Porosidade Total, Macroporosidade, Bioporos, Resistência a Penetração, Argila, Silte e Diâmetro Médio Ponderado de partículas) e químicos (pH em água, Fósforo, Potássio, Matéria Orgânica, Alumínio, Cálcio, Magnésio, relação Cálcio; Magnésio) como variáveis ambientais explicativas. Se não considerarmos as variáveis ambientais, os autovalores dos eixos 1 e 2 explicam 18,5% e 15,7% da variação total respectivamente. As variáveis ambientais explicam 24,7% da variação total, sendo que destes 63,6% são explicados pelo eixo 1 e 11,3% pelo eixo 2, essa robustez conferidas na análise é devido as variáveis ambientais explicativas (parâmetros físicos e químicos), principalmente por terem sido coletadas no mesmo ponto onde a macrofauna foi coletada, evitando desta forma a heterogeneidade dos SUS. Todas as variáveis já foram sidas pré-selecionadas através do teste de correlação de Pearson. Os resultados provenientes do forward selection e das permutações de Monte Carlo sugerem alta relação entre as variáveis ambientais (atributos físicos e químicos do solo) e a variável resposta (grupos da macrofauna edáfica) (P-value = 0,0020) assim a hipótese inicial da dissertação, de que existe relação entre alguns atributos físico-químicos do solo com os grupos da macrofauna foram confirmados. Observa-se na Figura 9 que dentre os atributos químicos e físicos do solo testados, apenas alguns (Matéria Orgânica, Cálcio, Magnésio, Fósforo, Bioporos e Resistência a Penetração) apresentaram diferença estatística (p < 0,05). Os organismos edáficos Formicidae, Larvas, Blattodea, Hemiptera, Araneae, Pseudoscorpionidae estão fortemente correlacionados com os teores de Matéria Orgânica (MO) e Bioporos (Bio), enquanto que Isoptera, Mollusca, Coleoptera, Isopoda, Orthoptera e Dermaptera estão mais fortemente correlacionados com a Resistência a Penetração (RP). Assim a mudança nos teores MO e RP alteram a composição de grupos de macrofauna.

62

A MO é um importante indicador de qualidade do solo (LIMA et al., 2007), contribuindo para os parâmetros físicos e químicos do solo. Neste sentido SILVA et al. (2006) estudando diferentes sistemas de uso e manejo do solo (sistema convencional, sistema plantio direto, sistema integração lavoura/pecuária, pastagem contínua e vegetação nativa) encontrou forte relação entre os grupos da macrofauna e os teores de MO do solo, as mesmas observações foram feitas por Santos et al., (2008) ao estudar o efeito de diferentes plantas de cobertura sobre a macrofauna do solo. Outros trabalhos também versam sobre as relações da macrofauna edáfica e os teores de MO no solo (LAVELLE, et al., 1993; DECÄENS et al., 2003; CORDEIRO et al., 2004; CAMPANHOLA et al., 2007; RESENDE et al., 2013; CAMPOS et al., 2013; SILVA et al., 2013).

A produção dirigida e periódica de substâncias agregantes intermediárias da decomposição completa da matéria orgânica é, portanto, o único meio de manter a produtividade desses solos (RONQUIN, 2010) Por outro lado, o grupo das Oligochaeta demonstrou maior correlação com Cálcio (Ca), Magnésio (Mg) e Fósforo (P), talvez por serem liberados na presença do calcário (COLONEGO et al., 2012). Os mesmos resultados foram obtidos por Bartz et al. (2013) ao avaliar minhocas (Oligochaetas) em sistemas de plantio direto no Norte do Paraná. Para época 2 (EP2) (verão) os resultados da análise de redundância foram semelhantes à época 1 (EP1) ou seja, se não considerarmos as variáveis ambientais o eixo 1 explica 18,5% e o eixo 2 explica 20,9% da variação total (Figura 16). As variáveis ambientais explicam 26,5% da variação total entre os SUS, sendo que destes 69,7% são explicados pelo eixo 1 e apenas 9% pelo eixo 2. Na EP2 a maioria dos táxons teve maior correlação com a matéria orgânica (MO) e Bioporos (Bio), a diferença entre a EP1 (Figura 15) é que em EP2 (Figura 16) houve uma correlação muito próxima de Oligochaetas e Diplopoda com os teores de Cálcio (Ca), Magnésio (Mg) e também Fósforo (P). Os resultados provenientes do forward selection e das permutações de Monte Carlo sugerem alta relação entre as variáveis ambientais (atributos físicos e químicos do solo) e a variável resposta (grupos da macrofauna edáfica) (P-value = 0,0020). Jalilv e

63

Kooch (2012); Kherbouche et al. (2012); Castellanos-Navarrete et al. (2013). Também encontraram relação entre os teores de Ca e Mg e a população de minhocas. Teng et al. (2012) encontraram forte relação entre os teores de matéria orgânica e Metaphire tschiliensis uma espécie de minhoca, geófaga da Malásia. Sugerindo que há relação entre os teores de MO e a presença de minhocas nos solos. Figura 9: Análise de Redundância (RDA) para os grup os de

macrofauna na primeira época de amostragem EP1 (Inverno de 2011) na região Oeste Catarinense. Oligochaeta (oligo), Formicidae (Form), Coleoptera (Coleop), Dermaptera (Derm), Coleoptera (Coleop), somatório de outras larvas (Larv), Molusca (Mol), Pseudoscorpionidae (Pseu), Diplopoda (Dipl), Chilop oda (Chil), Isopoda (Isop), Araneae (ara), Blattodea (B lat), Isoptera (isopt), Orthoptera (orth), somatório de o utros grupos menos frequentes (out). Atributos químicos: fósforo (P), cálcio (Ca), magnésio (Mg), matéria o rgânica (MO), e atributos físicos: Resistência à penetraçã o (RP) e bioporos (Bio).


64

Figura 10: Análise de Redundância (RDA) para os gru pos de macrofauna na segunda época de amostragem EP2 (Verão de 2011) região Oeste Catarinense. Oligochae ta (oligo), Formicidae (Form), Opiliones (opiliones), Coleoptera (Coleop), Dermaptera (Derm), somatório d e outras larvas (Larv), Molusca (Mol), Pseudoscorpion idae (Pseu), Diplopoda (Dipl), Chilopoda (Chil), Isopoda (Isop), Araneae (ara), Blattodea (Blat), Isoptera ( isopt), Orthoptera (orth), somatório de outros grupos menos frequentes (out). Atributos químicos: fósforo (P), cálcio (Ca), magnésio (Mg), matéria orgânica (MO), e atri butos físicos: Resistência à penetração (RP) e bioporos (Bio); Atributos Químicos selecionados pelas permutações d e Monte Carlo: Fósforo (P); Cálcio (Ca); Magnésio (Mg ); Matéria Orgânica (M.O.) e atributos físicos, Biopor os (Bio).

Fonte: Pesquisa do Aautor (2013) A análise multivariada (ACP e RDA) apontaram

diferenças significativas entre a composição da macrofauna e os sistemas de uso do solo. Alguns grupos estão mais relacionados

65

com áreas agrícolas como oligochaetas em PD e ILP (Figuras 7 e 8) tais resultados também foram encontrados por Marchão et al. (2009) ao estudar o efeito dos diferentes sistemas de manejo, especialmente sistemas conservacionistas (PD e ILP), onde a população de oligochaetas foi favorecida por estes sistemas. Lima et al. (2010) avaliando os efeitos dos usos do solo em sistemas agrosilvopastoris também encontraram resultados semelhantes, onde os sistemas que abrigavam lavouras, favoreciam o desenvolvimento dos engenheiros do ecossistema em sua grande maior o grupo oligochaetas.

O comportamento da macrofauna em relação à exploração das áreas estudadas foi basicamente o mesmo, ou seja, praticamente os mesmos organismos apareceram nos mesmos SUS com pequenas modificações de alguns táxons, no entanto o efeito de época apesar de existir está mais relacionado às condições ambientais como regime hídrico, insolação, cobertura vegetal entre outros. Os SUS exerceram papel fundamental na diversificação e composição das populações de macrofauna edáfica, concordando com os resultados obtidos por Marchão et al., (2009), Antunes et al. (2013), Yan et al. (2013).

A Análise de Componentes Principais (ACP) apontou que para EP1 os grupos da fauna do solo estiveram mais relacionados ao SUS menos perturbados ou seja menos manejados (FN, RE e PA) ao passo que sistemas agrícolas, mais manejados pela ação antrópica interferem na exploração dos nichos tróficos da macrofauna, aliado a isso, a aplicação de insumos agrícolas pode ter colaborado para essa diferenciação entre os SUS, conforme os resultados obtidos por Slimak, (1996); Pelosi et al. (2013); Joimel; Makowski, (2013).

A relação entre os atributos físicos e químicos do solo e a macrofauna edáfica foi avaliada através de análises multivariadas as quais analisam dados complexos e com muitas variáveis a fim de elucidar tais relações. As figuras 15 e 16 apresentam os dados resultantes da análise de redundância (RDA) para EP1 e EP2, respectivamente.

As variáveis ambientais explicativas (atributos químicos e físicos do solo) foram capazes de revelar que minhocas (Oligochaetas) estiveram mais relacionadas com os teores de Ca, Mg e P corroborando com os resultados obtidos por Steffen (2012) quanto à ocorrência de espécies de minhocas em áreas agrícolas no Estado do Rio Grande do Sul.

66

Considerando as duas épocas de amostragem o comportamento da macrofauna e os atributos físicos e químicos parecem não ter grandes modificações, e como esperado os sistemas menos perturbados apresentaram maior diversidade de táxons e, maior relação com os teores de matéria orgânica e bioporos. Ressalta-se que os bioporos exercem papel fundamental na retenção de água no solo e a matéria orgânica desempenha importante função no tamponamento no solo, na estabilidade de agregados entre outros benefícios (HILLEL, 1998).

O conjunto de atributos físicos e químicos do solo explicaram boa parte da variação da fauna edáfica e a partição de variância (Figuras 11 e 12) revela que as variáveis ambientais sozinhas explicam muito pouco sobre a variável resposta (macrofauna edáfica). Por outro lado, quando analisadas em conjunto (parâmetros químicos, físicos, distanciamento geográfico e variável resposta) podem nos dar subsídios para explicar com maior segurança e confiabilidade os resultados obtidos.

A presença de determinados organismos edáficos está associada à perturbação dos ambientes causada principalmente pelo manejo adotado. Mesmo sistemas conservacionistas como Plantio Direto e Integração Lavoura-Pecuária que mantém uma cobertura vegetal sobre o solo, quer seja com plantas de cobertura ou na forma de palhada, interferem na distribuição dos organismos edáficos, obviamente que de forma bem menos intensiva.

No entanto, do ponto de vista biológico, mesmo o sistemas conservacionistas não são suficientes para garantir a estruturação das populações, tendo em vista que esses são sistemas complexos e possuem centenas de milhares de relações e mesmo a análise multivariada, com várias variáveis, não poderá explicar com certeza absoluta a diversidade e a complexidade das relações ecológicas.

6.1.3 Decomposição de variância

Os resultados obtidos indicam que todas as variáveis

selecionadas explicam 26,3% para a EP1 (Figura 11) e 27% para EP2 (Figura 12) da variabilidade dos dados de fauna. No primeiro

67

nível de decomposição (parâmetros ambientais vs parâmetros espaciais) é evidente a baixa influência das variáveis espaciais na análise, ou seja, a distância geográfica entre as cidades (repetições verdadeiras) não exerce diferenças na variação da macrofauna do solo. A baixa intercepção entre estes dois tipos de variáveis (5,7% em EP1 e 2,7% em EP2) indica a fraca dependência das variáveis ambientais em termos do espaço, o que mostra que o uso do solo e os parâmetros físicos e químicos, exercem, por si só, a maior influência nos resultados obtidos para os principais grupos da macrofauna do solo. Figura 11: Análise de decomposição de variância par a as variáveis

de resposta (grupos da macrofauna do solo); variáve is explicativas (parâmetros físicos e químicos), usos do solo e coordenadas geográficas para época 1 (EP1, inverno de 2011) na Região Oeste do Estado de Santa Catarina.

13,1% 7,5% 5,7%

3,6%

26,3%

Uso-solo Físico e

Quimicos Coordenadas

Uso-solo Químicos Físicos

5,6% 3,8%


A avaliação efetuada para verificar a influência dos dois

grupos de variáveis ambientais (análise de nível 2) mostra que o uso do solo por si só, possui uma influência maior que os parâmetros físicos e químicos atuando sozinhos (independentes

68

entre si) (5,6% vs 3,6% para EP1 e 7,0% vs 3,9% para EP2). Da mesma forma do que na análise de nível 1 (parte superior da Figura 11 e 12), a intercepção entre estes dois grupos de variáveis é também considerável (3,8% para EP1 e 8,3% para EP2), o que mostra a grande interdependência entre as características físicas e químicas dos diferentes locais e o seu tipo de uso. Figura 12: Análise de decomposição de variância par a as variáveis

de resposta (grupos da macrofauna do solo); variáve is explicativas (parâmetros físicos e químicos), usos do solo e coordenadas geográficas para época 2 (EP2, verão de 2011) na Região Oeste do Estado de Santa Catarina.

19,2% 5,1% 2,7

%

3,9%

27,0%

Uso-solo Físico e

Quimicos

Coordenadas

Uso-solo Químicos Físicos

7,0% 8,3%


Assim sendo, pela análise efetuada, podemos concluir

que a distribuição e abundância dos organismos da macrofauna do solo são essencialmente condicionadas pelos Sistemas de Uso do Solo sendo que parte desta influência é devido às características físicas e químicas derivadas não apenas pelo tipo de solo, mas essencialmente do seu sistema de manejo adotado.

69

Os resultados de densidade apontam que houve diferença significativa entre os SUS estudados, ou seja, do ponto de vista ecológico o manejo das áreas avaliadas foram responsáveis pela modificação na riqueza e abundância de organismos. Os atributos físicos e químicos do solo, contribuem para que o ocorra essa variação, além disso as condições ambientais (fatores bióticos e abióticos) também contribui para que haja tal modificação.

70

7 MACROFAUNA DO SOLO NA REGIÃO DO PLANALTO CATARINENSE

A riqueza média na região do Planalto Catarinense apresentou diferenças entre os SUS e entre as épocas de amostragem (Figuras 13-a e 13-b). Observa-se para EP1 que o número de táxons encontrados dentre os cinco SUS avaliados foi maior em FN e estatisticamente para RE, PA, ILP e PD. Para a EP2 nos mesmos SUS observou-se um aumento na riqueza, seguindo um gradiente FN > RE > PA>ILP > PD. Estatisticamente é possível dizer que as diferenças entre a riqueza de táxons em EP2 foram nos SUS onde o manejo é reduzido (RE e PA) ou inexistente no caso de FN e uma diminuição no número de táxons em sistemas mais manejados (ILP e PD).

Com relação à densidade de organismos para EP1 os sistemas FN, PA e ILP estiveram mais próximos ao passo que RE e PD apresentaram médias semelhantes (Figura 14-a). Para EP2 a densidade de organismos foi menor em RE, ILP e PD, e maior em FN e PA não diferindo para FN quanto à densidade da macrofauna no verão (Figura 14-b).

71

Figura 13: (a-) Riqueza de táxons das áreas de Flor esta Nativa (FN), Reflorestamento de Eucalipto (RE), Pastagem (PA), Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Plantio Direto (PD) no inverno-2011 (21-a) e verão–2011-12 (13-b), na r egião do Planalto Catarinense. (n=27).

nº d

e gr

upos


(a)

nº d

e T

áxon

s


(b)


72

Figura 14-A: Densidade média de macrofauna (ind. m- 2) para Floresta Nativa (FN), Reflorestamento de Eucalipto (RE), Pastagem (PA), Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Plantio Direto (PD) para primeira (a) (Inverno/2011) e segunda época de amostragem (14-b) (n=9x3).

Den

sida

de (

Ind.

m2 )


(a)

Den

sida

de (

Ind.

m2 )


(b)


73

A frequência de organismos foi predominantemente de

Formicidae, Isoptera, Coleoptera, Díptera e Oligochaetas para EP1 ao passo que para EP2 além dos grupos Formicidae, Isoptera, Coleoptera e Oligochaetas também Araneae também apresentaram maior frequência demonstrando pouco que o efeito de época de amostragem para a maioria dos grupos mais frequentes da macrofauna do solo. A frequência dos organismos está atrelada a vários fatores como microclima, plantas de cobertura, presenças de serapilheira, que são características importantes para a manutenção da biodiversidade, nos sistemas de uso e manejo do solo estudado, todos apresentam algum tipo de cobertura, no entanto as peculiaridades de todos os SUS são fatores que determinam a ocorrência de determinados grupos da macrofauna. Importante salientar que as plantas de cobertura exercem um papel fundamental na formação da serapilheira e manutenção do microclima (ASHFORD, 2013). Em áreas onde a cobertura vegetal se mantem inalterada as condições de umidade e temperatura do solo permanecem mais estáveis (RICKLEFS, 2010), favorecendo o desenvolvimento de toda uma rede trófica, não obstante disso, as áreas de FN possuem uma diversidade florística maior que em áreas como RE e, tal evento leva ao acumulo e deposição de serapilheira de melhor qualidade. As condições de manejo podem favorecer ou restringir o aparecimento de determinados grupos da macrofauna. Na figura 21-a é possível verificar a alta frequência oligochaetas em áreas agrícolas, corroborando com os resultados obtidos por Bartz et al. (2013).

As plantas de cobertura aumentaram em 50% a população de minhocas em um estudo conduzido por Smith et al. (2008) ao comparar diferentes sistemas de uso e manejo do solo, incluindo sistema convencional (que não foi o foco do presente estudo) e plantio direto, sendo este uma das áreas também avaliadas nesta dissertação.

Organismos como formigas, cupins e algumas espécies de minhocas são mais generalistas e necessitam apenas de condições estáveis do ponto de vista físico. Por outro lado aranhas, chilopoda e outros predadores mais ativos necessitam que as cadeias alimentares estejam estabelecidas para que haja predominância destes, o que dificilmente ocorre em áreas

74

agrícolas pois, por mais que não haja revolvimento (neste caso onde não foram avaliadas áreas de plantio convencional) ou esse revolvimento seja mínimo como em PD, a utilização de insumos como fertilizantes, fungicidas, herbicidas são importantes causadores do declínio de táxons (MENTONE et al., 2011; SMITH et al., 2008). A toxidade de organoclorados e organofosforados sobre a fauna edáfica carecem de mais estudos no Brasil, no entanto alguns autores tem demonstrado que a utilização de agroquímicos contribui para que haja redução da população de organismos do solo (WIKTELIUS et al., 1999, SCHOLZ-STARKE et al., 2013). Estudos de MONTFORD (1997) demonstraram que a utilização de Endosulfan (IUPAC: 6,7,8,9,10,10-Hexachloro-1,5,5a,6,9,9a-Hexahydro-6,9-methano-2,4,3-benzodioxathiepine-3-oxide) reduziu drasticamente as populações de formigas e aranhas. Para outros organismos da mesofauna como Colêmbolos estudos têm demonstrando que a Cipermetrina (IUPAC): α-ciano-3-fenoxibenzil-2,2-dimetil-3(2,2-diclorovinil) é um agente causador da mortalidade desses organismos (WILES; FRAMPTON, 1996; FIANKO et al., 2011), muito embora estes organismos não sejam o objeto do presente estudo, pode-se demonstrar que tais agroquímicos possuem a capacidade de afetar negativamente as populações de invertebrados terrestres em diferentes níveis. No entanto, fazem-se necessários estudos mais aprofundados no Brasil sobre a relação entre os agroquímicos e os representantes da macrofauna do solo. As populações de Coleoptera tiveram uma distribuição praticamente homogênea em EP1 (Figura 13-a) quando comparada a EP2 (Figura 13-b) onde a frequência ficou quase que restrita as áreas agrícolas, fato este pode ser explicado pela diversa gama de hábitos alimentares deste grupo. Em um estudo conduzido por Silva et al. (2012) demonstraram que a aplicação de determinados herbicidas não exerce efeitos negativos sobre a população de Coleoptera, quanto a capina manual, sugerindo que as modificações físicas impactem negativamente nas comunidades destes organismos. Em EP2 (verão de 2011) observou um decréscimo do número de Coleoptera em PA (Figura 15-b), onde a incidência de raios solares é maior. A frequência deste grupo foi aumentando

75

ao longo da estabilidade dos ecossistemas (FN > RE > PA) no entanto as áreas agrícolas (PD e ILP) por apresentarem uma cobertura vegetal podem ter contribuído para adequação de um habitat favorável a este grupo, uma vez que, a frequência foi alta nestas áreas em EP2. Corroborando com os resultados obtidos por Martins et al. (2012) ao estudar Coleoptera: Staphylinidae em áreas de plantio convencional e plantio direto. As áreas agrícolas no Planalto Catarinense ainda apresentaram uma curiosidade, a alta frequência de Díptera em áreas de PD durante EP1 (Figura 15-a) Os autores comumente não consideram díptera como um grupo edáfico, mas algumas famílias depositam suas larvas em áreas onde há alta concentração de matéria orgânica em decomposição, como é o caso das larvas de Stratiomyidae. Segundo Pujol-Luz et al. (2004) as larvas terrestres estão associadas principalmente à decomposição de matéria orgânica vegetal e animal em sistemas florestais (e.g. Beridinae, Sarginae, Hermetiinae, Clitellariinae), mas há também os grupos especializados que utilizam resíduos vegetais em decomposição no solo (Pachygastrinae) ou em raízes de plantas vivas (Chiromyzinae) em parte de seu ciclo de vida.

A preferência destes organismos por áreas agrícolas pode ser um indicativo da alta concentração de matéria orgânica no solo e sugere-se que estudos mais elaborados a fim de elucidar a ocorrência deste grupo especialmente em áreas agrícolas sem feitos em próximas pesquisas.

76

Figura 15-a Frequência relativa dos principais grup os da macrofauna na Floresta Nativa (FN), Reflorestamento de Eucalipto (RE), Pastagem perene (PA), Integração Lavoura-Pecuária (ILP) e Plantio Direto (PD) para a primeira época (a) (inverno/2011) e segunda época d e amostragem (b) (verão–2011/12) na região do Planalt o Catarinense (n=27). Form= Hymenoptera: Formicidae; Isopt= isoptera; coleo= Coleóptera; larv = larvas; ara= Araneae; chil = Chilopoda; dipl = Diplopoda; orth= Orthoptera; hemi= Hemíptera; isop= Isopoda; derm= Dermaptera; blat= Blattodea; mol= Molusca; oligo= Oligochaetas, Dipt = Díptera, esc= Scorpiones

Fonte: Pesquisa do Autor (2013) A variabilidade espacial entre os táxons em cada

tratamento avaliada através da análise de similaridade (ANOSIM) revelou diferenças significativas entre os SUS (R:0,25, p = 0,1%) para EP1, enquanto para EP2 (R: 0,20, p = 0,1%) sistemas PD, ILP, não apresentaram diferenças significativas, onde os valores de R parcial para todos os SUS (Tabela 7).

(b) (a)

0% 20% 40% 60% 80% 100%

FN

RE

PA

ILP

PD

Form Isopt Coleop Dipt Lar AraChil Dipl Orth Hemip Isop DermBlat Mol Oligo Esc Out

0% 20% 40% 60% 80% 100%

FN

RE

PA

ILP

PD

Form Isopt Coleop Dipt Lar AraChil Dipl Orth Hemip Isop DermBlat Mol Oligo Esc Out

77

Tabela 5: Analise de similaridade (ANOSIM) época 1 (EP1, Inverno/2011) e Época 2 (EP2, Verão/2011-12) as áre as de: Floresta Nativa (FN), Reflorestamento de Eucali pto (RE), Pastagem (PA), Integração Lavoura-Pecuária (I LP) e Plantio Direto (PD) na Região do Planalto Catari nense


A análise SIMPER para a região Serra demonstrou qual táxon contribuiu mais para a separação entre os SUS, onde o ponto de corte foi para os táxons que contribuíram com menos 90% para a dissimilaridade entre os SUS (Tabelas 8 e 9) sendo que Coleoptera e Formicidae foram os grupos taxonômicos que mais se destacaram, aparecendo em todos os sistemas de manejo tanto em EP1 quanto na EP2.

Destaca-se o grupo Oligochaeta (minhocas) que apresentou diferente distribuição entre as épocas, ocorrendo na EP1 em PD e ILP enquanto que na EP2 sua predominância foi em PA e ILP, sugerindo que os SUS provocam modificações na distribuição deste grupo durante as épocas de amostragens. Para a EP2 verificou-se a alta concentração de aranhas (Araneae) nas áreas de PD, tais predadores são relatados na literatura como indicadores de qualidade ambiental e de intervenção antrópica (BARETTA et al., 2010).

EP1 EP2 EP1 - EP2 SUS R Nível % R Nível % Permutações

FN,RE 0,176 0,1 0,089 0,4 999 FN,PA 0,243 0,1 0,181 0,1 999 FN,ILP 0,461 0,1 0,348 0,1 999 FN, PD 0,488 0,1 0,250 0,1 999 RE, PA 0,085 0,3 0,073 1,0 999 RE,ILP 0,215 0,1 0,246 0,1 999 RE,PD 0,225 0,1 0,185 0,1 999 PA,ILP 0,311 0,1 0,333 0,1 999 PA,PD 0,347 0,1 0,316 0,1 999 ILP,PD 0,041 5,4 0,030 0,1 999

78

Tabela 6: Análise SIMPER de cada grupo da fauna par a a época 1 (EP2 inverno de 2011) para os grupos: Coleoptera (C ol), Formicidae (For) e Oligochaeta (Olig) na região Pla nalto Catarinense. Ponto de corte: 90% de dissimilaridade .

1 Ausência de grupo taxonômico Fonte: Pesquisa do Autor (2013) Tabela 7: Análise SIMPER de cada grupo da fauna par a a época 1

(EP2 verão de 2011) para os grupos: Coleoptera (Col ), Formicidae (For) e Oligochaeta (Olig) e Araneae na região Planalto Catarinense. Ponto de corte: 90% de dissimilaridade.

Fonte: Pesquisa do Autor (2013) Nos Quadros 3 e 4 é possível verificar quais foram os

organismos da macrofauna, que, em comparação com os tratamentos apresentaram maior abundância média quando comparados aos pares (FN vs. RE; FN vs. PA; FN vs. ILP; FN vs. PD; RE vs. PA; RE vs. ILP; RE vs. PD; PA vs. ILP; PA vs.PD e ILP vs. PD). Essas dissimilaridades entre as distribuições dos organismos foram calculadas através das distâncias de Bray-Curtis, comparando a abundância média de cada grupo da macrofauna com todos os tratamentos.

SUS / Táxons Coleoptera Formicidae Oligochaeta

FN 37,05% 33,74% -1 RE 52,14% 24,34% -1 PA 35,54% 47,04% -1 ILP 45,03% 10,69% 37,46% PD 12,02% 30,82% 47,61%

SUS/ Táxons Coleoptera Formicidae Oligochaeta Araneae

FN 29,23% 46,12% -1 -1

RE 24,87% 42,78% -1 -1

PA 22,40% 50,82% 12,92% -1

ILP 48,99% 24,86% 28,59 -1

PD 59,30% 15,19% -1 12,80%

79

Quadro 3: A análise SIMPER de cada grupo da fauna p ara a época 1 (EP1 Inverno de 2011) para os grupos: Formicidae (For), Isoptera (Isopt), Coleoptera (Col), Isoptera (Isopt), Díptera (Dipt), Oligochaeta (Olig) na região Planal to Catarinense. Ponto de corte: 90% de dissimilaridade .

1 Ausência de grupo taxonômico Fonte: Pesquisa do Autor (2013) Quadro 4: A análise SIMPER de cada grupo da fauna p ara a época

1 (EP1 Inverno de 2011) para os grupos: Formicidae (For), Isoptera (Isopt), Coleoptera (Col), Isoptera (Isopt), Araneae (Ara), Oligochaeta (Olig) na região Planalt o Catarinense. Ponto de corte: 90% de dissimilaridade .

1 Ausência de grupo taxonômico Fonte: Pesquisa do Autor (2013)

SUS FN RE PA ILP

RE For., Col. >

FN -1 -1 -1

PA

For., Isopt < FN Col. > FN

For., Isopt < RE Col. >

PA -1 -1

ILP

For., Col. > FN Olig. <FN

Olig, For, Col. < RE

For., Isopt > PA Olig., Col. < PA

-1

PD

For., Col. > FN Olig. <FN

Olig. < RE; For., Col. >

RE

For.,Isopt, Col. > PA ; Olig. < PA

Olig., For., Col. > ILP ; Dipt < ILP

SUS FN RE PA ILP

RE Col., Isopt > FN; For. < FN

-1 -1 -1

PA For., Isopt, Olig. < FN; Col. > FN

For., Isopt, Col., Olig. <

RE -1 -1

ILP For. > FN ; Col., Olig. <

FN

For., Isopt > RE ; Col., Olig. < RE

For., Isopt, Olig. > PA ; Col. < PA

-1

PD For., Ara., Col. > FN

For., Isopt > RE ; Col.

< RE

For., Isopt, Olig. > PA ; Col. < PA

Col., Olig. > ILP; For., Ara. < ILP

80

A análise SIMPER revelou que não houve grandes diferenças na composição dos grupos e sua distribuição entre os SUS e entre as épocas, sendo a única diferença entre a EP1 e a EP2 foi à presença do grupo Araneae (aranhas) em PD durante o verão. Esse comportamento de Araneae chama atenção, pois esse grupo, compreende organismos de vida livre sem organização social, são predadores ativos e normalmente se estabelecem onde há condições para que isto ocorra. A presença de Araneae (aranhas) em sistemas agro ecossistemas foi estudada por Stenchly et al. (2011) em doze sistemas de produção e cacau na Indonésia e verificaram que o manejo das áreas estudadas interferiu em diferentes níveis nas populações destes organismos. A redução de aranhas também foi verificada por Baretta et al. (2006) em áreas reflorestadas de Araucaria angustifolia no estado de São Paulo, deste modo, é possível inferir que a alta presença deste grupo em áreas de PD no presente estudo pode ser um fator benéfico uma vez que estes organismos são indicadores de qualidade do solo. 7.1 ANÁLISE DE COMPONENTES PRINCIPAIS

A análise DCA (Detrended Correspondence Analysis)

para a EP1 apontou um comprimento de gradiente menor que quatro (resposta linear) assim efetuou-se uma Análise de Componentes Principais (ACP) (Figura 16), utilizando as coordenadas geográficas como covariáveis. Os resultados da ACP apontam uma diferenciação clara entre os sistemas de uso do solo, onde a primeira componente principal (CP1) explica 35,4% e a CP2 explica 18,20% da variabilidade entre os Sistemas de Uso do Solo (SUS) estudados, totalizando 53,6% da variabilidade total. O espaço (coordenadas geográficas) contribui com apenas 7,1% da variação entre os SUS, isso significa que os 92,9% da variação é causada pelo manejo e não pelo distanciamento geográfico.

Para EP1 (Figura 16) houve diferenciação entre os SUS e a macrofauna, onde os SUS manejados tiveram maior relação com a presença de minhocas (Oligochaeta). Os grupos da ordem Formicidae (formigas), Araneae (aranhas), Coleoptera (besouros), Diplopoda (centopeias), Mollusca (lesmas e caramujos), Díptera (moscas e mosquitos), Blattodea (baratas)

81

Hemiptera (percevejos), tiveram maior relação com FN. Já para o sistema PA houve grande predominância de cupins. Os vetores que alcançam maiores correlações (vetores) indicam a maior relação entre os grupos analisados, de modo que, para EP2 (Figura 17) houve uma maior contribuição de três grupos principais (Formigas, cupins e minhocas), enquanto os demais grupos não apresentaram grande abundância nos SUS.

Figura 16: Análise de Componentes Principais (ACP) para primeira

época de amostragem (EP1) (inverno de 2011). Região Planalto Catarinense. Floresta Nativa (FN ); Reflorestamento de Eucalipto (RE ); Pastagem (PA ); Integração Lavoura-Pecuária (ILP ) e Plantio Direto (PD

) e os vetores em vermelho ( ) representam os atributos físicos e químicos do solo. Oligochaeta ( oligo), Formicidae (Form), Coleoptera (Coleop), Dermaptera (Derm), somatório de outras larvas (Larv), Molusca (Mol), Pseudoscorpionidae (Pseu), Diplopoda (Dipl), Chilop oda (Chil), Isopoda (Isop), Araneae (ara), Blattodea (B lat), Isoptera (isopt), Orthoptera (orth), somatório de o utros grupos menos frequentes (out).


CP

2: 1

8,2%

CP1: 35,4%

CP

2: 1

8,2%

82

Figura 17: Análise de Componentes Principais (ACP) para segunda época de amostragem (EP2). Região Planalto catarinense. Média de 135 Repetições. Floresta Nati va (FN ); Reflorestamento de Eucalipto (RE ); Pastagem (PA ); Integração Lavoura-Pecuária (ILP ) e Plantio Direto (PD ) e os vetores em vermelho ( ) representam os atributos físicos e químicos do solo . Oligochaeta (oligo), Formicidae (Form), Coleoptera (Coleop), Dermaptera (Derm), somatório de outras la rvas (Larv), Molusca (Mol), Pseudoscorpionidae (Pseu), Diplopoda (Dipl), Chilopoda (Chil), Isopoda (Isop), Araneae (ara), Blattodea (Blat), Isoptera (isopt), Orthoptera (orth), somatório de outros grupos menos frequentes (out).

Fone: Pesquisa do Autor (2013)

Para EP2 não houve uma dissimilaridade clara entre os

tratamentos, a não ser os SUS agrícolas que se afastaram um pouco mais (centroides) em relação aos demais. A componente principal (CP1) explicou 39,3% da variação total e a componente principal 2 (CP2) explicou 27,6%, totalizando 66,9% da variação

CP

2: 2

7,6%

CP1: 39,3%

83

total. O espaço (coordenadas geográficas) explicou 5,3% da variabilidade entre os municípios (repetições verdadeiras) como sendo responsável pela diferenciação da distribuição da macrofauna, levando a entender que a localização dos SUS estudados interfere pouco nos resultados. Desta forma, pode-se inferir que as diferenças em termos de distribuição da macrofauna edáfica estão mais relacionadas ao tipo de manejo adotado e não pelo seu distanciamento geográfico.

Os vetores apontaram uma diferenciação menos nítida entre os SUS agrícolas, os quais ficaram distanciados dos demais sistemas (FN, RE e PA), não sendo estes três últimos distintos entre si. Os organismos que mais contribuíram para a separação foram cupins (isoptera) e formigas (Formicidae), com uma tendência maior da predominância de cupins tanto em PA como em RE, já as formigas também ficaram no limiar entre FN e PA, sugerindo desta forma que há efeito de época no que se refere à distribuição da macrofauna no Planalto Catarinense. 7.2 ANÁLISE DE REDUNDÂNCIA (RDA)

Para a análise de redundância (RDA) (Figura 18), foram

utilizados os principais grupos taxonômicos mais frequentes da macrofauna (Formicidae, Isoptera, Coleoptera, Larvas, Araneae, Chilopoda, Diplopoda, Orthoptera, Isopoda, Dermaptera, Blattodea, Mollusca, Oligochaeta, e os grupos menos frequentes agrupados em “outros”) como variável resposta e os atributos físicos (Densidade, Porosidade Total, Macroporosidade, Bioporos, Resistência a Penetração, Argila, Silte e Diâmetro Médio ponderado de partículas) e químicos (ph em água, Fósforo, Potássio, Matéria Orgânica, Alumínio, Cálcio, Magnésio, relação Cálcio-Magnésio) como variáveis ambientais explicativas.

Todas as variáveis ambientais explicativas foram pré-selecionadas através do teste de correlação de Pearson. Os dados foram submetidos à análise de redundância e, se não considerarmos as variáveis ambientais, os eixos 1 e 2 explicam 15,4% e 3,4% da variação total, respectivamente. As variáveis ambientais explicam 22,5% da variação total, sendo que destes 68,7% são explicados pelo eixo 1 e apenas 15,10% pelo eixo 2. Os resultados provenientes do forward selection e das permutações de Monte Carlo sugerem alta relação entre as

84

variáveis ambientais (físico e químico do solo) e a variável resposta grupos da macrofauna edáfica (P-value = 0,0020).

Observa-se na Figura 18 que dentre os atributos químicos e físicos do solo avaliados, apenas alguns (Matéria Orgânica; Cálcio, Magnésio, Fósforo, Alumínio, Potássio e Bioporos) apresentaram correlação com a variável resposta. Os altos teores de alumínio (Al) estão mais relacionados à Isoptera (cupins), Isopoda (Tatuzinho de Jardim) e Araneae (Aranhas) e os teores de matéria orgânica e quantidade de bioporos estão mais fortemente relacionados à presença Coleoptera, Diplopoda, Blattodea, Formicidae, Mollusca, Hemiptera e Outros .

Os teores de Potássio ficaram relacionados aos grupos, foram Orthoptera e Díptera muito embora os vetores para estas variáveis estejam quase no centro da Figura 18 indicando baixa correlação. As áreas que possuem relação Ca/Mg e P mais elevados apresentaram a predominância de alguns organismos, como Chilopoda, Oligochaeta, Dermaptera e Larvas.

A literatura aponta que os teores de matéria orgânica constitui um fator importante para o estabelecimento dos organismos do solo, mais precisamente no que se refere a formigas (Formicidae) não somente a matéria orgânica, mas também pH e porosidade são importantes para este grupo (JACQUEMIN et al., 2012).

Para EP2 (Figura 19) todas as variáveis pré-selecionadas através do teste de correlação de Pearson da mesma forma que na EP1 demonstraram, que se não considerarmos as variáveis ambientais, que os eixos 1 e 2 explicam 14,1% e 5,8% da variação total, respectivamente. As variáveis ambientais explicam 26,3% da variação total, sendo que destes 53,7% são explicados pelo eixo 1 e 21,8% pelo eixo 2. Os resultados provenientes do forward selection e das permutações de Monte Carlo sugerem alta relação entre as variáveis ambientais (atributos físicos e químicos do solo) e a variável resposta (a macrofauna edáfica) (P-value = 0,0020).

Os mesmos atributos foram testados na RDA, no entanto as variáveis selecionadas através do Forward Selection foram outras, diferentes da EP1. Para EP2 somente Matéria Orgânica, Fósforo, a relação Cálcio/Magnésio, pH e Potássio e os atributos físicos apenas Densidade e Macroporosidade apresentaram correlação com os grupos da macrofauna edáfica

85

Houve diferença entre uma época e outra de amostragem, principalmente no comportamento dos grupos da macrofauna com relação às variáveis ambientais explicativas. Os teores de Matéria Orgânica sugerem a presença da maioria dos táxons, dentre eles, Mollusca, Araneae, Formicidae, Hemiptera, Blattaria, Diplopoda, Díptera1 , Orthoptera e Larvas, outros2 táxons se contrapuseram a alguns parâmetros que em EP1 houve correlação, como é o caso de Oligochaeta.

Para EP2 houve uma contraposição aos valores da relação Cálcio/Magnésio, não somente isso, Isoptera, Isopoda e Outros (organismos menos frequentes) também apresentaram baixa correlação com este atributo. Já os atributos físicos do solo tiveram relação com apenas dois táxons, Dermaptera e Chilopoda.

De modo geral a maioria dos táxons teve maior correlação com a matéria orgânica (MO) independente da época de amostragem, mas EP1 também houve uma boa correlação de Oligochaetas e Chilopoda com os teores de Ca, Mg e P por outro lado este comportamento não foi observado na segunda época de amostragem. O Forward Selection demonstrou que o do modelo estatístico utilizado foi significativo para seleção das variáveis (P-value = 0.0020) sugerindo alta correlação entre as variáveis ambientais explicativas e a variável resposta tanto na EP1 como na EP2.

1 Díptera não é considerado um grupo edáfico por alguns autores, neste trabalho optou-se por incluir este grupo, pelo fato de algumas espécies utilizarem o solo para deposição de ovos até o estágio larval 2 Somatório de grupos menos frequentes

86

Figura 18: Análise de Redundância (RDA) para primei ra época de amostragem (EP1). Na região Planalto Catarinense. (Formicidae); Derm (Dermaptera); Chil (Chilopoda); Oligo (Oligochaeta); Isop (Isopoda); Isopt (Isopter a); Ara (Araneae); Larv (Larvas); Dipt (Díptera) e Out (somatório de grupos menos frequentes); MO (matéria Orgânica); P (Fósforo); Ca/Mg (Relação Cálcio/Magnésio); Al (Alumínio) e Bio (Bioporos).


87

Figura. 19: Análises de Redundância (RDA) para Segu nda Época de amostragem (EP2). Região Planalto Catarinense. Coleop (Coleoptera); Dipl (Diplopoda); Blat (Blattodea); Mol (Molusca); Hemip (Hemiptera); Form (Formicidae); Derm (Dermaptera); Chil (Chilopoda); Oligo (Oligochaeta); Isop (Isopoda); Isopt (Isopter a); Ara (Araneae); Larv (Larvas); Dipt (Diptera) e Out (somatório de grupos menos frequentes); MO (matéria Orgânica); pH (Acidez Ativa); Ca (Cálcio); Mg (Magnésio); Al (Alumínio); Macro (Macroporosidade)


7.3 DECOMPOSIÇÃO DE VARIÂNCIA

Buscando avaliar a contribuição relativa dos diferentes parâmetros ambientais (Sistemas de Uso do Solo e parâmetros físico-químicos) e espaciais (localização espacial) em explicar a composição em termos de macrofauna do solo nos diferentes locais de coleta, na região do Planalto Catarinense, na Época 1

88

(a) (EP1) (Inverno) e (b) Época 2 (EP2) (verão) realizou-se uma análise de decomposição de variância (Figuras 20-a e 20-b). Isto foi realizado por meio de sucessivas RDA sequenciais com as seguintes variáveis: - Sistemas de Uso do Solo: Floresta Nativa (FN), Reflorestamento de Eucalipto (RE), Pastagem (PA), Plantio Direto (PD) e Integração Lavoura-Pecuária (ILP) para EP1 e EP2. - Parâmetros químicos: Alumínio (Al); Matéria Orgânica (MO); Fósforo (P); Relação Cálcio/Magnésio (Ca/Mg); Potássio (K); pH (Acidez Ativa); Magnésio (Mg). Para EP1 e Mg; MO; pH; Al para EP2. - Parâmetros físicos: Macroporosidade (Macro); Densidade (Ds); Silte (Silte) para EP1, enquanto para EP2 foram: Macro; Ds e Argila. - Coordenadas: Lat (X), Log(Y), X, Y, X2, Y2, XY2, X2Y, X2Y2, X3, Y3; (EP1 e EP2) Figura 20-a: Análise de decompósição de variância p ara EP1

(Inverno) na região do Planalto Catarinense


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Üℓ◘-ℓ◘▄◘ Físicos e Químicos Espaço

(Coordenadas)

Usos do Solo Parametros Físicos e Químicos

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89

Figura 20-b: Análise de decomposição de variância p ara EP2

(Verão) na região do Planalto Catarinense.


Os resultados obtidos da decomposição de variância

indicam que todas as variáveis selecionadas explicam 32,2% da variabilidade dos dados de macrofauna para EP1 (Figura 20-a) e 25,7% para a EP2 (Figura 20-b). No primeiro nível de decomposição (parâmetros ambientais vs. parâmetros espaciais) é evidente a baixa influência das variáveis espaciais. A baixa contribuição o entre estes dois tipos de variáveis (7,8% para EP1 e 7,3% em EP2) indica a fraca dependência das variáveis ambientais em termos do espaço, o que mostra que não somente os usos do solo, mas também os parâmetros físicos e químicos atuam nos processos dispersão e estabelecimento da macrofauna edáfica. No entanto, os atributos físicos e químicos (variáveis ambientais explicativas) influenciam muito pouco no que diz respeito à composição dos grupos da macrofauna do

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Uso-solo Fisicos e Químicos

Espaço (Coordenadas)

Uso-solo Parametros Físicos e Quimicos

��

90

solo, reforçando a ideia de que o manejo é o principal agente causador das modificações em termos de biodiversidade edáfica na região e época estudada (EP1 e EP2).

A avaliação efetuada para avaliar a influência diferenciada dos dois grupos de variáveis ambientais (análise de nível 2) mostra que o uso do solo por si só, possui uma influência maior que os parâmetros físicos e químicos atuando sozinhos (8,1% vs. 2,3% para EP1 e 6,0% e 2,8% para EP2). No entanto, a intercepção entre estes dois grupos de variáveis é também considerável (3,5% para EP1 e 2,0% para EP2), o que mostra a grande interdependência entre as características físicas e químicas dos diferentes locais e o seu tipo de uso do solo.

Assim, pela análise efetuada, podemos concluir que a distribuição e abundância dos organismos da macrofauna do solo são essencialmente condicionadas pelos sistemas de uso do solo, sendo que parte desta influência é devido às características físicas e químicas derivadas não apenas pelo tipo de solo, mas essencialmente do seu uso e manejo para ambas as épocas de amostragem.

91

8 OLIGOCHAETAS TERRESTRES - MINHOCAS

8.1 MINHOCAS NA REGIÃO OESTE CATARINENSE

Na região oeste foram identificadas 612 minhocas (entre os dois métodos: TSBF e qualitativo), totalizando 14 espécies pertencentes a cinco famílias: Glossoscolecidae (seis espécies), Ocnerodrilidae (três espécies), Megascolecidae (uma espécie), Lumbricidae (uma espécie) e Acanthodrilidae (uma espécie) (Tabelas 05 e 06).

As riquezas de espécies de minhocas mais elevadas ocorreram em ILP (11 sps), PA (sete espécies), PD (cinco espécies), RE (cinco espécies) e FN (três espécies) conforme discutido anteriormente na tabela 02.

O índice de Shannon-Wiener (H’) mostrou que a maior diversidade encontra-se em ILP (1,98), PA (1,18), PD (0,99), RE (0,91) e FN (0,36) (Tabela 02). Tabela 8: Presença (+) e ausência (-) de espécies d e minhocas

pelos métodos TSBF + Qualitativo. Riqueza de espécies de minhocas nos cinco sistemas de uso do solo (SUS) em Floresta nativa (FN), reflorestamento de eucalipto (RE), integração lavoura pecuária (ILP), plantio direto (PD) na região do Oeste Catarinense.

(continua)

SUS Família, Gênero e Espécie.

FN RE PA ILP PD

Glossoscolecidae

Urobenus brasiliensis + + - + +

Glossoscolex sp.3 - - + + -

Glossoscolex sp.4 - - + - -

Glossoscolex sp.5 - + - - -

Fimoscolex sp.3 + + + + +

Fimoscolex sp.4 - + - - -

92

Tabela 8: Presença (+) e ausência (-) de espécies d e minhocas pelos métodos TSBF + Qualitativo. Riqueza de espécies de minhocas nos cinco sistemas de uso do solo (SUS) em Floresta nativa (FN), reflorestamento de eucalipto (RE), integração lavoura pecuária (ILP), plantio direto (PD) na região do Oeste Catarinense.

(conclusão)

SUS Família, Gênero e Espécie.

FN RE PA ILP PD

Ocnerodrilidae

Ocnerodrilidae sp.1 + - + + +

Ocnerodrilidae sp.2 - - + + +

Ocnerodrilidae sp.5 - - - + +

Megascolecidae

Amynthas gracilis - - - + -

Amynthas corticis - - - + -

Metaphire californica - - - + -

Lumbricidae

Bimastus parvus - - + + -

Acanthodrilidae

Dichogaster gracilis - + + + -

Glossoscolecidae - + + + +

Megascolecidae - - - + -

Juvenis + + + + +

Riqueza de Espécies 3 5 7 11 5

H' 0,36 0,91 1,18 1,98 0,99 Espécies marcadas em verde = nativas e espécies marcadas em vermelho = exóticas; (+) Presença, (-) Ausência. Fonte: Pesquisa do Autor (2013).

Em relação à densidade de minhocas os SUS que tiveram as quantidades mais elevadas de minhocas foram PA (1776 ind. m-2), ILP (992 ind. m-2) e PD (528 ind. m-2), seguido de

93

FN (304 ind. m-2) e RE (272 ind. m-2) e apresentando esta sequência PA > ILP > PD > FN > RE respectivamente (Tabela 06).

Tabela 9: Densidade de espécies (ind. m -2) de minhocas nos

cinco sistemas de uso do solo (SUS) na floresta nat iva (FN), reflorestamento de eucalipto (RE), integração lavoura-pecuária (ILP), plantio direto (PD) para a região Oeste Catarinense.

TSBF (ind. m -2) Família, Gênero e

Espécie. FN RE PA ILP PD

Glossoscolecidae

Urobenus brasiliensis 256 80 0 240 272 Glossoscolex sp.3 0 0 256 80 0 Glossoscolex sp.4 0 0 16 0 0 Fimoscolex sp.3 16 16 1152 32 48 Fimoscolex sp.4 0 16 0 0 0 Ocnerodrilidae Ocnerodrilidae sp.1 16 0 128 64 80 Ocnerodrilidae sp.2 0 0 80 224 16 Megascolecidae Amynthas corticis 0 0 0 64 0 Lumbricidae Bimastus parvus 0 0 0 48 0 Acanthodrilidae Dichogaster gracilis 0 16 0 48 0 Glossoscolecidae 0 32 80 16 32 Megascolecidae 0 0 0 96 0 Juvenis 16 112 64 80 80

Total 304 272 1776 992 528 Fonte: Pesquisa do Autor (2013)

Dentre as 612 minhocas identificadas 36% são exóticas e

64% são nativas. Entre os SUS é possível verificar que a grande

94

maioria das espécies são nativas, predominando em todos os SUS. A presença de espécies exóticas foi mais baixa em RE (2%), seguido PA (13%) e ILP (23%), enquanto FN e PD apresentaram somente espécies nativas (Figura 21). A presença das espécies exóticas pode ser considerada um indicativo de antropização dos ambientes.

Figura 21: Porcentagem de espécies nativas e exóti cas nos

diferentes sistemas de uso do solo (SUS) na região Oeste Catarinense. Floresta nativa (FN), reflorestamento de eucalipto (RE), pastagem perene (PA), integração lavoura pecuária (ILP) e plantio direito (PD).

100%

80%71%

55%

100%

0%

20%29%

45%

0%

FN RE PA ILP PD

Nativas Exót icas


8.1.1 Análise de componentes principais (ACP) Foi realizada uma Analise de Componentes Principais (ACP) objetivando compreender a distribuição das espécies de minhocas em relação aos SUS da região oeste, utilizando as variáveis ambientais como variáveis explicativas (Figura 20). A componente principal 1 (CP1) explicou 27,0% enquanto a componente principal 2 (CP2) explicou 20,9% da variação total. Observou-se uma distinção clara entre os SUS, sugerindo que o tipo de manejo interfere na distribuição das comunidades de minhocas (Figura 22).

95

Em ILP observou-se uma abundância maior de espécies exóticas quando comparado a sistemas menos manejados (PA, RE e FN). Para PD é possível verificar ocorrência de espécies nativas, sugerindo menor grau de perturbação.

Os indivíduos juvenis (JUV) apresentaram maior frequência em PA assim como espécies nativas da família Glossoscolecidae. Os parâmetros físico-químicos que estiveram mais presente neste SUS foram Cálcio (Ca), Magnésio (Mg), resistência à penetração (RP), Densidade (Ds), e pH. Nas áreas de RE, FN e PD que ficaram mais agrupadas na ACP (Figura 22) pode-se observar a presença da espécie Urobenus brasiliensis, que é considerada indicador de ambientes menos perturbados além de indivíduos do gênero Fimoscolex (sp.4) que não foi possível à identificação em nível de espécie, no entanto por se tratar de uma família nativa é possível que nestes ambientes haja condições para seu desenvolvimento. Os parâmetros físico-químicos que estiveram mais presentes nestes SUS foram Matéria Orgânica (MO), Bioporos (Bio) Relação Ca/Mg (Ca/Mg), Teores de Argila (Argila), Macroporosidade (Macro), Teores de Alumínio (Al) e Porosidade Total (PT). Os atributos densidade média de partículas (DMP) e fósforo (P) estão mais presentes na Integração Lavoura-Pecuária resultado do manejo nestas áreas e as espécies de minhocas que mais ocorreram nestas, foram Bimastus parvus e Amynthas gracilis assim como outros indivíduos da família Megascolecidae.

96

Figura 22: Análise de Componentes Principais (ACP) para região Oeste Catarinense. Variáveis Ambientais Explicativa s: Alumínio (Al), Matéria Orgânica (MO), Microporosida de (Micro), Densidade Média de Partículas (DMP), Bioporos (BIO), Porosidade Total (PT), Argila (Argi la), Relação Cálcio/ Magnésio (Ca/Mg), Densidade (Ds), Magnésio (Mg), Resistência a Penetração (RP), Fósfo ro (P), Silte (Silte). Variável resposta: espécies de minhocas. SUS: Floresta nativa (FN), Reflorestament o de eucalipto (RE), Pastagem perene (PA), Integração lavoura-pecuária (ILP) e Plantio direto (PD). Urobenus brasiliensis (Uro.sp), Glossoscolex sp.3 (Glo.sp3) Glossoscolex sp.4 (Glo.sp4), Fimoscolex sp.3 (Fim.sp3), Fimoscolex sp.4 (Fim.sp3), Ocnerodrilidae sp.1 (Ocn.sp1), Ocnerodrilidae sp.2 (Ocn.sp2), Bimastus parvus (B. par), Dichogaster gracilis ( D.gra.) Glossoscolecidae (Gdae), Megascolecidae (Mdae), Juvenis (JUV).


CP1: 27,0%

CP

2: 2

0,9%

97

8.2 MINHOCAS NA REGIÃO DO PLANALTO CATARINENSE

Na região do Planalto Catarinense, foram identificadas 1607 minhocas, distribuídas em 21 espécies de quatro famílias: Glossoscolecidae (11 espécies), Ocnerodrilidae (quatro espécies), Megascolecidae (quatro espécies) e Lumbricidae (duas espécies) (TSBF e qualitativo) (Tabelas 10 e 11). A riqueza de espécies de minhocas seguiu o seguinte gradiente: PD (13 espécies.), ILP e FN (9 espécies), RE e PA (6 espécies) (Tabela 04). O índice de Shannon-Wiener (H’) sugere uma alta diversidade de espécies em PD (2,09), FN (1,71), PA (1,58), RE (1,04) e ILP (1,02), demonstrando que apesar de um alto índice de diversidade em PD a prevalência foi de espécies exóticas, suprimindo a comunidade endêmica. Em FN observou-se uma baixa densidade, uma riqueza razoável e uma diversidade alta, reiterando o fato de que a estruturação e a estabilidade dos habitats são importantes para que as espécies possam se estabelecer, partindo desse princípio é possível dizer que PD foi semelhante à FN, no entanto as espécies exóticas em sua grande maioria são oportunistas, de modo que nem sempre uma alta diversidade de espécies (H’) causa um efeito benéfico aos ecossistemas.

Dentre os cinco sistemas de uso do solo (SUS) as maiores densidades foram observadas em ILP (7200 ind. m-2) e PD (3792 ind. m-2), enquanto nas áreas com manejo reduzido as densidades foram reduzidas PA (608 ind. m-2), FN e RE (400 ind. m-2) respectivamente (Tabela 10).

98

Tabela 10: Presença (+) e ausência (-) de espécies de minhocas pelos métodos TSBF + Qualitativo. Riqueza de espécies de minhocas nos cinco sistemas de uso do solo (SUS) em Floresta nativa (FN), reflorestamento de eucalipto (RE), integração lavoura pecuária (ILP), plantio direto (PD) na região do Planalto Catarinen se.

(continua)

TSBF + Qualitativo Família, gênero e

espécie FN RE PA ILP PD

Glossoscolecidae

Urobenus brasiliensis + + - - +

Glossoscolex sp.1 + + + + +

Glossoscolex sp.2 + - - - -

Glossoscolex sp.3 + - + - -

Glossoscolex sp.4 - + + - +

Glossoscolex sp.6 + - - - -

Fimoscolex sp.1 - - + + -

Fimoscolex sp.2 - - - - +

Andiorrhinus sp.1 + - - - -

Andiorrhinus sp.2 - + - - -

Andiorrhinus sp.3 - + - - -

Ocnerodrilidae

Ocnerodrilidae sp.1 + + + + +

Ocnerodrilidae sp.2 + - + + +

Ocnerodrilidae sp.3 - - - + +

Ocnerodrilidae sp.4 - - - + -

Megascolecidae

Amynthas gracilis + - - + +

Amynthas corticis - - - + +

Metaphire californica - - - - +

Metaphire sp.1 - - - - +

99

Tabela 10: Presença (+) e ausência (-) de espécies de minhocas pelos métodos TSBF + Qualitativo. Riqueza de espécies de minhocas nos cinco sistemas de uso do solo (SUS) em Floresta nativa (FN), reflorestamento de eucalipto (RE), integração lavoura pecuária (ILP), plantio direto (PD) na região do Planalto Catarinen se.

(conclusão)

TSBF + Qualitativo Família, gênero e

espécie FN RE PA ILP PD

Lumbricidae

Octolasion tyrtaeum - - - + +

Bimastus parvus - - - - +

Glossoscolecidae + + + + +

Megascolecidae - + - + +

Juvenis + + + + +

Riqueza de espécies 9 6 6 9 13

H' 1,71 1,04 1,58 1,02 2,09 Espécies marcadas em verde = nativas e espécies marcadas m vermelho = exóticas. Fonte: Pesquisa do Autor (2013) Tabela 11: Densidade de espécies (Ind. m -2) de minhocas nos

cinco sistemas de uso do solo (SUS) avaliados na região do Planalto Catarinense. Floresta nativa (FN ), reflorestamento de eucalipto (RE), integração lavou ra pecuária (ILP), plantio direto (PD)

(continua)

TSBF (ind. m -2) Família, gênero e espécies

FN RE PA ILP PD

Glossoscolecidae Urobenus brasiliensis 64 16 0 0 16 Glossoscolex sp.1 16 176 240 16 32 Glossoscolex sp.2 32 0 0 0 0

100

Tabela 11: Densidade de espécies (Ind. m -2) de minhocas nos cinco sistemas de uso do solo (SUS) avaliados na região do Planalto Catarinense. Floresta nativa (FN ), reflorestamento de eucalipto (RE), integração lavou ra pecuária (ILP), plantio direto (PD)

(conclusão)

TSBF (ind. m -2) Família, gênero e espécies

FN RE PA ILP PD

Glossoscolex sp.3 0 0 32 0 0 Fimoscolex sp.1 0 0 48 16 0 Ocnerodrilidae Ocnerodrilidae sp.1 128 32 96 608 0 Ocnerodrilidae sp.2 48 0 16 96 160 Ocnerodrilidae sp.3 0 0 0 80 32 Megascolecidae Amynthas gracilis 0 0 0 32 224 Amynthas corticis 0 0 0 160 208 Metaphire californica 0 0 0 0 48 Lumbricidae

Octolasion tyrtaeum 0 0 0 2080 80

Glossoscolecidae 0 64 80 16 320 Megascolecidae 0 16 0 560 1040

Juvenis 112 96 96 3536 1632

Total 400 400 608 7200 3792 Fonte: Pesquisa do Autor (2013)

Houve considerável variação quanto à ocorrência de espécies nativas e exóticas nos SUS estudados. Observou-se a alta ocorrência de espécies exóticas das famílias Megascolecidae e Lumbricidae que se concentraram em sua grande maioria nas áreas agrícolas (Figura 23). A única exceção é a ocorrência de Amynthas gracilis em FN (Tabela 10).

101

Figura 23: Porcentagem de espécies nativas e exótic as nos diferentes sistemas de uso do solo (SUS) na região do Planalto Catarinense. Floresta nativa (FN), Reflorestamento de eucalipto (RE), Pastagem perene (PA), Integração lavoura-pecuária (ILP) e Plantio direto (PD).

89%

100% 100%

67%

54%

11%

0% 0%

33%

46%

FN RE PA ILP PD

Nativas exót icas

Fonte: Pesquisa do Autor (2013) 8.2.1 Análise de Componentes Principais (ACP)

Foi realizada uma Analise de Componentes Principais (ACP) objetivando compreender a distribuição das espécies de minhocas em relação aos SUS do Planalto utilizando as variáveis ambientais como variáveis explicativas desta distribuição (Figura 30). A ACP revelou uma separação clara entre os SUS agrícolas e os sistemas menos manejados, onde a primeira componente principal (CP1) explicou 32,4% da variabilidade total e segunda componente principal (CP2) explicou 17,3% da variabilidade. Um comportamento semelhante foi observado na região Oeste, sugerindo que a forma de manejo do solo afeta as populações de minhocas. As modificações advindas do manejo criam condições que favorecem ou limitam o estabelecimento das comunidades de modo geral, no presente estudo foi possível observar que alguns parâmetros físicos e químicos estão mais associados às

102

áreas muito especificas, por exemplo: os teores de cálcio (Ca) e magnésio (Mg) fortemente ligados às áreas manejadas a prevalência das espécies exóticas Amynthas corticis e A. gracilis que são amplamente estudas e distribuídas em todo o mundo, que serão discutidas mais adiante. Além disso, as áreas agrícolas tiveram teores de silte (silte), resistência à penetração (RP), teores de fósforo (P), magnésio (Mg) acidez (pH), Densidade (Ds), Cálcio (Ca) e relação Ca/Mg diferenciadas das áreas menos perturbadas. O manejo nas áreas agrícolas promovem tais modificações que são necessárias para o desenvolvimento das plantas. O resultado disso é o estabelecimento de espécies que são resistentes à perturbação antrópica, resultante da atividade agrícola, tais espécies foram Metaphire californica, Amynthas gracilis, A. Corticis, Octolasion tyrtaeum, além de organismos juvenis que não foram possíveis de serem identificados e outros que o detalhamento chegou apenas à família (Megascolecidae). Nas áreas menos manejadas (RE e FN) ou com manejo inexiste (FN) outros parâmetros físico-químicos foram observados como altos teores de matéria orgânica (MO), teores de alumínio (Al), Microporosidade (Micro), densidade média ponderada (DMP), bioporos (Bio), porosidade total (PT) e altos teores de argila (Argila). Estas áreas são mais estáveis e favorecem os fluxos de energia dentro dos ecossistemas. A estabilidade faz com que comunidades não só de minhocas (Oligochaeta) mas de outros organismos também possam se estabelecer, favorecendo as espécies nativas nestas áreas. Em RE, PA e FN observou-se uma alta predominância de espécies nativas coo Urobenus brasiliensis (Uro.sp) e outros representantes da família Glossoscolecidae que não foram identificados em nível de espécie e estão aguardando confirmação de análises moleculares, mas que hipoteticamente são espécies nunca antes descritas.

103

Figura 24: Análise de Componentes Principais (ACP) para região Planalto Catarinense. Variáveis Ambientais Explicativas: Alumínio (Al), Matéria Orgânica (MO), Microporosidade (Micro), Densidade Média de Partículas (DMP), Bioporos (BIO), Porosidade Total (PT), Argila (Argila), Relação Cálcio/ Magnésio (Ca /Mg), Densidade (Ds), Magnésio (Mg), Resistência a Penetração (RP), Fósforo (P), Silte (Silte). Variáv el resposta: espécies de minhocas. SUS: Floresta nativ a (FN), Reflorestamento de eucalipto (RE), Pastagem perene (PA), Integração lavoura-pecuária (ILP) e Pl antio direto (PD). Urobenus brasiliensis (Uro.sp), Glossoscolex sp.1 (Glo.sp.1), Glossoscolex sp.2 (Glo.sp.2), Glossoscolex sp.3 (Glo.sp3), Fimoscolex sp.1 (Fim.sp.1), Ocnerodrilidae sp.1 (Ocn.sp.1), Ocnerodrilidae sp.2 (Ocn.sp.2), Ocnerodrilidae sp.3 (Ocn.sp.3 ), Octolasion tyrtaeum (O.tyr.), Amynthas corticis (A.cor.), Amynthas gracilis (A.gra .),Glossoscolecidae (Gdae), Megascolecidae (Mdae), Juvenis (Juv).


CP1 : 32,4%

CP

2 : 1

7,3%

104

As pesquisas de minhocas riqueza realizados em agroecossistemas no Estado do Paraná do Norte tendem a apresentar apenas as minhocas exóticas invasoras. Estas são principalmente dos gêneros Dichogaster e Pontoscolex, embora algumas espécies nativas dos gêneros Andriorrhinus, Belladrilus, Glossoscolex e Fimoscolex também possam estar presentes, mas em baixas densidades (Brown et al, 2006). Nas florestas nativas da região Norte do Estado, as espécies endogeicas nativas e espécies epigeicas (saprófagas) são dominantes, principalmente dos gêneros Glossoscolex e Urobenus. De acordo com Brown e James (2007), ambos os gêneros não foram encontrados em sistemas de cultivo, fato este atribuído como um resultado do revolvimento do solo e / ou a ausência de uma camada densa e diversificada de palhada, a qual é necessária para a sobrevivência das espécies epigeicas. Em outra pesquisa realizada na Bacia do Rio Paraná (BARTZ et al., 2013) o foi encontrada em quase todos os gêneros descritos por Brown e James (2007), incluindo o gênero Glossoscolex de minhocas nativas, que não haviam sido registrados em áreas de culturas anuais até então. As minhocas do gênero Dichogaster e Belladrilus são pequenas, com cerca de 3-5 cm de comprimento e geralmente avermelhada. Eles habitam a superfície do solo (entre o solo e serrapilheira) epi-endogeica, mas pode descer em profundidade, quando as condições são adversas. Enquanto as minhocas dos gêneros Pontoscolex, Glossoscolex e Fimoscolex vivem dentro solo - endogeica. O gênero Amynthas é dependente de níveis elevados de matéria orgânica e, normalmente vivem entre a serrapilheira e os primeiros 10 cm do solo, mas também pode migrar para maiores profundidades, dependendo das condições da água no solo. No presente estudo, uma nova informação pode ser adicionada. Quase todos os gêneros discriminados foram encontrados. No entanto, a exceção foi a ausência das minhocas do gênero Pontoscolex. Este gênero é um dos mais bem adaptados às variações das condições ambientais. É endêmica da região das Guianas, foi descrita por Fritz Müller na região de Joinville/SC em 1857 e atualmente ocorre em quase todo o mundo, e em alguns lugares, pode ser considerada nociva ao ambiente.

105

Da mesma forma, é importante assinalar que no presente estudo houve a ocorrência de Urobenus brasiliensis, especialmente nos em áreas agrícolas (PD e ILP = 240 e 272 ind. m-2 respectivamente) na região Oeste. Os indivíduos do gênero Urobenus, são considerados um indicador dos ecossistemas bem preservados (mata nativa) e / ou com densa camada superficial de matéria orgânica (NUNES et al., 2007), e até este estudo não tinham sido encontrados em locais agrícolas (SAUTTER et al., 2006). A espécie U. brasiliensis, foi descrita pelo inglês William Benham em 1867, é frequentemente encontrada em florestas no Sul e Sudeste do Brasil, além do estudo, e sua ausência em sistemas de cultivo foi atribuída ao revolvimento do solo e/ou a ausência de uma camada de serrapilheira densa e diversificada, necessária para a sobrevivência da minhoca.

No Planalto catarinense, esta espécie teve menor predominância quando comparada ao Oeste. No entanto nesta região (planalto) U. brasiliensis esteve mais presente em FN (64 ind. m-2.) seguido de PD (16 ind. m-2) e RE (16 ind. m-2), não sendo encontrada em PA e ILP. A presença desta espécie já foi relatada por, BARTZ et al., (2011a); BARTZ et al., (2011b). Outros trabalhos como de STEFFEN (2012) obtiveram resultado semelhante, ou seja, encontrou a mesma espécie somente em áreas pouco perturbadas no Estado do Rio Grande do Sul, no entanto em áreas sob maior impacto antrópico a autora não relatou presença desta espécie.

A família Glossoscolecidae de modo geral é amplamente distribuída na América do Sul e América Central, são conhecidas aproximadamente 201 espécies ou subespécies (todas nativas) agrupadas em 24 gêneros (BROWN, et al., 2006). Neste estudo representante desta família, foram encontradas em todos os sistemas de uso do solo (SUS) mas predominante em áreas menos perturbadas. A maioria dos trabalhos relaciona a atividade de minhocas com o grau de perturbação do ambiente. Se considerarmos a presença/ausência de oligochaetas terrestres nas áreas pode-se inferir que a família Megascolecidae ocorreu em maior frequência nas áreas agrícolas. A família Glossoscolecidae não apresentou de modo geral uma tendência a colonizar um SUS específico. No entanto faz-se necessária a identificação em nível de espécie dos indivíduos que não foram

106

identificados por limitações de maturidade sexual, a fim de compreender melhor a dinâmica dessas populações e suas relações com os sistemas de manejo. A introdução de espécies exóticas é um problema global. As minhocas do gênero Amynthas (Megascolecidae) são consideradas um indicador de ambientes perturbados, mas ainda carece de estudos mais detalhados (FERNANDES, UEHARA-PRADO & BROWN, 2010). As espécies exóticas são capazes de colonizar novos ambientes por apresentarem fácil adaptabilidade decorrente da alta tolerância às modificações ambientais. A introdução destas espécies traz problemas no que se refere à exploração dos nichos tróficos, podendo interferir negativamente no desenvolvimento e sobrevivência de espécies endêmicas (nativas). A dinâmica de espécies exóticas e nativas das populações de minhocas em ecossistemas brasileiros é desconhecida e ainda carece de estudos mais detalhados, a fim de aprimorar a lacuna de conhecimento existente neste sentido. Chama-se atenção para a espécie Octolasion tyrtaeum cujo relato é o primeiro em Santa Catarina, ocorrendo em ILP e PD (417 e 25 ind. respectivamente) e na América Latina relatada apenas na Argentina (MISCHIS, 2006). A introdução de espécies exóticas é um problema sério do ponto de vista ecológico, uma vez que estes organismos se adaptam rapidamente as condições nativas e normalmente sua capacidade de dispersão é muito maior quando comparada as espécies endêmicas. A supressão de espécies nativas, através da introdução de espécies exóticas já é relatada na literatura para diversos organismos, para minhocas, os dados apontam que a presença de minhocas invasoras, degrada aos poucos a serapilheira, além de alterar os teores de carbono e nitrogênio do solo em função do seu próprio ciclo de vida. (SEIDL & KLEPEIS, 2011) Alguns trabalhos atribuem a O. tyrtaeum a redução drástica das populações de indivíduos da mesofauna e respiração basal do solo (EISENHAUER, 2010; STRAUBE, 2009) no entanto o mecanismo ecológico de dominância ou supressão de outras espécies de minhocas não é claro, não sendo possível obter informação concreta sobre esta espécie, principalmente no Estado de Santa Catarina, dada a inexistência de informações.

107

As espécies do gênero Amynthas foram estudas por SNYDER et al. (2013) em um experimento de microcosmos buscando verificar a influência de espécies exóticas (Amynthas agrestis) sobre as espécies de Milipides (Xystodesmidae: Sigmoria ainsliei) e verificou que os milípedes sofreram maior mortalidade na presença de A. agrestis sugerindo que há um efeito de supressão das minhocas sobre a população de organismos da macrofauna, principalmente pela competição de alimento. De modo geral as espécies tiveram o mesmo comportamento entre os SUS, ou seja, áreas antropizadas (áreas agrícolas) apresentaram predominância de famílias exóticas (Megascolecidae e Lumbricidae) ao passo que as famílias e gêneros nativos (Glossoscolex spp., Fimoscolex spp e Ocnerodrilidae) estiveram mais presentes em sistemas menos manejados ou com ausência de manejo (no caso de FN), confirmando resultados obtidos por Brown et al. (2006); Fernandes et al. (2010); Bartz (2011); Steffen (2012); Bartz et al. (2013).

108

9 CONCLUSÕES

• A macrofauna edáfica é influenciada pelos com os parâmetros químicos e físicos do solo sendo estes fatores limitantes para a dispersão e estabelecimento destes organismos;

• Os fatores bióticos e abióticos são os principais causadores das diferenças na macrofauna edáfica entre os Sistemas de Uso do Solo;

• O manejo do solo interfere nas populações de organismos edáficos em diferentes níveis, ou seja, quanto mais manejado (perturbado) maior será o grau de interferência nas populações naturais;

• Sistemas de Uso do Solo mais estáveis como FN, RE e PA favorecem a biodiversidade da macrofauna edáfica;

• Para a região do Planalto houve efeito de época para abundância dos principais grupos da macrofauna edáfica, não havendo essa condição para a região do Oeste Catarinense;

• Sugere-se estudos mais aprofundados envolvendo a identificação em nível de espécies a fim de obter-se conclusões mais claras;

• A diversidade de minhocas foi um indicador sensível nos diferentes sistemas de uso do solo. As seguintes conclusões adicionais podem ser feitas a partir deste estudo;

• Um total de 26 espécies foi identificado em todos os SUS nas regiões Oeste e Planalto de Santa Catarina, sendo 19 nativas (Urobenus brasiliensis, Glossoscolex sp.1, sp.2 Glossoscolex, Glossoscolex sp.3, Glossoscolex sp.4, Glossoscolex sp.5, Glossoscolex sp.6, Fimoscolex sp.1, Fimoscolex sp.3, Fimoscolex sp.4, Andriorrhinus sp.1, sp.2 Andriorrhinus, Andriorrhinus sp.3, Ocnerodrilidae sp.1, sp.2 Ocnerodrilidae, Ocnerodrilidae sp.3, Ocnerodrilidae sp.4, Ocnerodrilidae sp.5) e 7 exóticas (Amynthas gracilis, Amynthas corticis, Metaphire californica, Metaphire sp, Octolasion tyrtaeum, Bimastus parvus e Dichogaster gracilis);

109

• As espécies exóticas são principalmente relacionadas às áreas agrícolas (ILP e PD), apesar um alto número de espécies nativas encontrados nesses locais;

• As maiores densidades de minhocas foram observadas em ILP, seguido pelo PA e PD, enquanto FN e locais RE apresentou os menores valores;

• Esses resultados preliminares mostram uma tendência das áreas agrícolas (ILP e PD) para manter uma maior densidade e riqueza de espécies de minhocas em comparação aos locais com menor impacto (PA, RE e FN).

110

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