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Departamento de Engenharia Florestal Laboratrio de Conservao de Ecossistemas e Recuperao de

reas Degradadas

Prof. Dr. Israel Marinho PereiraProf. Dr. Israel Marinho [email protected]

INDICADORES UTILIZADOS NA AVALIAO DE REAS EM NA AVALIAO DE REAS EM PROCESSO DE RESTAURAO


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SUMARIO SUMARIO

Indicadores Ecolgicos1 Q lid d d I di d 1. Qualidade do Indicador

2. Critrios de seleo dos indicadores

3. Indicadores do prprio ecossistema

4. Tipo de resposta

5 Como selecionar um indicador?5. Como selecionar um indicador?


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Banco de Semente Deposio de Serrapilheira Chuva de Semente Indicadores da qualidade de solo Indicadores da qualidade de soloIndicadores Biolgicos do Solo

Anlise Florsticandices de Restauraondices de Restaurao

Indicadores Faunsticos Avaliao e Monitoramento de reas Restauradas


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INDICADORES ECOLGICOS

Definio R li i fi

Van Straalen, 1998; Manoliadis, 2002

Representam uma anlise cientfica, com a categorizao numrica ou descritiva de dados ambientaisFrequentemente baseado em informao parciais que refletem o status de extensos

i t ecossistemas O uso repetido de bioindicadores emprogramas de monitoramentoprogramas de monitoramentoAuxiliar no entendimento da dinmicaAuxiliam nas tomadas de deciso para

melhorar a qualidade ambiental


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TIPOS DE INDICADORES

Indicador presso - descreve a causa doproblema ou impactoproblema ou impactoIndicador estado - descreve algumascaractersticas ambientais fsicas e mensurveis queqresultam da pressoIndicador impacto - semelhante ao tipopresso, e que deve monitorar os resultados nolongo prazoIndicador resposta - representado pelaspolticas, aes ou investimentos que so definidospara resolver o problemapara resolver o problema

Manoliadis, 2002


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QUALIDADE DO INDICADORES

Potenciais indicadores devem: Possuir relao bastante estreita com os objetivosPossuir relao bastante estreita com os objetivosdo projeto e os problemas ambientais abordadosSer parte de um pequeno conjunto visando a umaabordagem eficienteSer claramente definidos, a fim de evitarconfuses no seu desenvolvimento ou interpretaoconfuses no seu desenvolvimento ou interpretaoSer prticos e realistas, o que supe levar emconsiderao o seu custo de coletaSer de alta qualidade e confiabilidadeSer usados nas escalas espacial e temporaladequadas

Manoliadis, 2002


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CRITRIOS DE SELEO DOS INDICADORES

Ser de fcil mensuraoSerem sensveis aos impactos no sistema, ep ,responderem a esses impactos de forma previsvelAtuar de forma a prevenir impactos maioresRever mudanas que possam ser evitadas poraes de manejoNo ser pontual para determinado ambienteTer respostas conhecidas quando da ocorrnciade impactos antrpicosTer respostas a impactos naturais de baixa

i bilid dvariabilidadeANDREASEN et al., (2001); DALE & BEYELER, (2001)


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INDICADORES DO PRPRIO ECOSSISTEMA

Composio - espcies-indicadoras, espcies-chaves,espcies invasorasEstrutura - quantidade de habitat na paisagem,tamanho dos remanescentes, distncia entre osremanescentes e conectividaderemanescentes e conectividadeFuno - predao, herbivoria, competio einteraesIntemperismo e regime hdricoDecomposioA escolha de indicadores eficientes chave para osucesso global de qualquer programa de monitoramento,e deve ser feita com base em critrios consistentes eme deve ser feita com base em critrios consistentes emrelao as mudanas no sistema.

ANDREASEN et al., (2001)


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EspecificidadeTIPO DE RESPOSTA

Especificidade Alta = se o indicador responde a um fator Baixa = quando responde a muitos fatores Espcies bioindicadoras Espcies bioindicadoras9 Alta especificidade9 O i l i9 Ocorrncia exclusiva9 Alta fidelidade (abundncia e ampla distribuio)

bi t it dao ambiente monitorado

9 Espcies raras so boas espcies bioindicadoras -d d b d d b lPode indicar bom estado de conservao ambiental

VAN STRAALEN, (1998).


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COMO SELECIONAR UM INDICADOR?

Mtodo de comparao Comparao entre stios onde houve distrbios e

outros stios conservados, que possam funcionarcomo referncias para estudos comparativoscomo referncias para estudos comparativos.

ExemploManejo e uso do solo9Perdas de diversidade vegetal e animal9Perdas de diversidade vegetal e animal

associadas as prticas exercidas.

(GROFFMAN et al., 2001).


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1 AVALIAO DOS 1. AVALIAO DOS MECANISMO DE MECANISMO DE

SUCESSO DA REAINDICADORES DE RESTAURAO

AMBIENTAL


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1. BANCO DE SEMENTES DO SOLO

composiocomposio

abundncia relativa das espcies recentemente instaladasrecentemente instaladas

o potencial de distribuio de cada espcie


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2. REGENERAO NATURALPermiti avaliar a dinmica florestal da rea,t d li d i latravs da analise das espcies e classes

sucessionais amostradas.

Constitui o mais importante instrumento deavaliao e monitoramento de projetos derestaurao, j que o sucesso destes projetostem correlao estreita com a evoluo dadiversidade na rea revegetadadiversidade na rea revegetada.

CAMPELLO, (1998); RODRIGUES e GANDOLFI, (1998)


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3. COBERTURA VEGETALUtilizada como medida mitigadora dosi t bi t i timpactos ambientais uma opo coerente,prtica e econmica.

importante para interceptao da chuva eproteo do solo contra o impacto direto das

t i filt d d idgotas; e para a infiltrao da gua devido aoaumento da porosidade e granulao do solo.

DALTERIO e VALCARCEL, (1996); CASTRO, (2007).


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4. BANCO DE SEMENTESSo todas as sementes viveis no solo ou

i d ilh iassociadas serrapilheira para umadeterminada rea num dado momento.

i di i d d um sistema dinmico com entrada desementes atravs da chuva de sementes edispersodispersoTransitrio - com sementes que germinamdentro de um ano aps o incio da dispersodentro de um ano aps o incio da dispersoPersistente - com sementes que permanecemno solo por mais de um anono solo por mais de um ano.


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4. BANCO DE SEMENTES Arquivo de informaes ou memria das condies

bi t i d f t i t t dambientais passadas fator importante dopotencial da comunidade de responder a distrbiospassados e futurospassados e futuros.

O estudo do banco de sementes pode dari f b d id d d tinformaes sobre a densidade de sementes,composio florstica e dar uma indicao dopotencial regenerativo das sementes estocadaspotencial regenerativo das sementes estocadasnos solos.

TEMPLETON & LEVIN,(1979); WILLIAMS-LINERA, (1993).


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5. DEPOSIO DE SERRAPILHEIRA

Tm sido utilizada mais para caracterizar adinmica de produo e retorno de nutrientes aodinmica de produo e retorno de nutrientes aosolo pela sua decomposio.

No entanto, o seu uso especfico como bioindicadorambiental pouco aplicado para avaliao dereflorestamentos com fins de recuperaoreflorestamentos com fins de recuperaoambiental.

I t t t d i t fl t lImportante componente do ecossistema florestal.Este material inclui principalmente folhas, caules,p p , ,frutos, sementes, flores e resduos animais.

(ARATO et al., (2003); MOREIRA e SILVA, (2004); ARAJO et al., (2005).


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A produo de serrapilheira controla diretamente atid d d t i t t lquantidade de nutrientes que retornam ao solo -

Controle da ciclagem de nutrientesFuno: produz sombra e retm umidade no soloFuno: produz sombra e retm umidade no solo Criando condies microclimticas que influeciam

na germinao de sementes e estabelecimento dena germinao de sementes e estabelecimento deplntulas

Fatores biticos e abiticos tambm influenciam Fatores biticos e abiticos, tambm influenciamna deposio de serrapilheiraLatitude, altitude, temperatura, precipitao,at tude, a t tude, te pe atu a, p ec p tao,

estgio sucessional, herbivoria, disponibilidadehdrica e estoque de nutrientes do solo,umidade do solo e vento

DIAS & OLIVEIRA FILHO, (1997); MORAES et al., (1998).


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JUSTIFICATIVA: Quantidade9reas com um grau de perturbao maiorreas com um grau de perturbao maiorpossuem um nmero elevado de espciespioneiras de crescimento rpido, que investemmuito em produo de biomassa e acabamproduzindo maior quantidade de serrapilheira.

9reas menos perturbadas, pois possuem menornmero de espcies de crescimento rpido e,

d dportanto, apresentam menor produo debiomassa

DIAS & OLIVEIRA FILHO, (1997); MORAES et al., (1998).


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6. CHUVA DE SEMENTES

Conjunto de propgulos que uma comunidade recebeatravs das diversas formas de disperso propiciandoatravs das diversas formas de disperso, propiciandoa chegada de sementes que tm a funo de colonizarreas em processo de sucesso primria ou secundriap p Importante para conhecer os mecanismos quepropiciam a chegada natural de sementes dentro dascomunidadesDevemos reproduzi-los e assim transpor uma das

i i i b i d t lprincipais barreiras da regenerao naturalFalta de propgulos que possam originar novosindivduos em uma rea aps sua degradaoindivduos em uma rea aps sua degradao.


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A diversidade de plntulas de um local est maispfortemente relacionada com a diversidade de

didispersores

Maior intensidade de propgulos nas bordasp p gArbustos e rvores mais esparsas servem de

poleiros para muitos dispersores

Menor intensidade de propgulos em reasMenor intensidade de propgulos em reasabertas/fragmentadas


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reas degradadas reas degradadas Menor chegada de propgulos9 d d f fl f9 A distncia de fragmentos florestais significa uma

deficincia preocupante no aporte de sementespara a rea em processo de sucessopara a rea em processo de sucesso

A disperso de sementes para uma readegradada essencial para a sua regeneraodegradada essencial para a sua regenerao

Principalmente em espcies tropicais o Banco desementes do solo sofre uma rpida diminuio na suasementes do solo sofre uma rpida diminuio na suaabundncia e riqueza de espcies devido curtaviabilidade de muitas dessas espcies.

(GARWOOD, 1989).


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Estratgias restauradoras baseadas na chuva detsementes

rvores remanescentes em pastagens atraemaves e morcegos frugvoros que as utilizam pararepouso, proteo, alimentao ou residncia.

Chuva de sementes sob essas rvores muitomais intensa e rica que nas reas circundantes

Devido a recorrente regurgitao, defecao ouderrubada de frutos e sementes pelas aves ederrubada de frutos e sementes pelas aves emorcegos

Guevara et al. (1986)


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Justificativa de uso A chuva de sementes elemento chave nadinmica dos ecossistemas e, portanto, peai d l j importante quando se almeja a sua regenerao,podendo ser utilizado como indicador de uma reaem processo de recuperao uma vez que forneceem processo de recuperao, uma vez que forneceindicativos de qual estgio de recuperao essarea se encontra.


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2. QUALIDADE DO SOLO

INDICADORES DE RESTAURAO AMBIENTALAMBIENTAL


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INDICADORES UTILIZADOS

Atributos Biolgico

s

Atributos Fsicos

Atributos

QumicQumicos

Qualidade do SoloQualidade do Solo(DORANePARKIN,1994).


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Indicadores de Qualidades do Solo

Antes Depois

Indicadores de Qualidades do Solo

Antes

Fisicos

Depois

FisicosFisicos

Quimicos

Fisicos

QuimicosQuimicos Quimicos

Biolgicos

Visuais


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INDICADORES DE QUALIDADE DO SOLO

Degradao fsicaRelacionadas s alteraes das condiesRelacionadas s alteraes das condies

estruturais do solo, ou seja, refere-se perdasde condies ligadas: g9Compactao, porosidade, reteno de gua,

aerao, susceptibilidade eroso, etc

Os principais indicadores utilizados so:9Textura, estrutura, profundidade do solo, do

horizonte superficial e das razes, densidade dosolo, taxa de infiltrao e capacidade dereteno de gua etcreteno de gua, etc


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INDICADORES DE QUALIDADE DO SOLO

- Vigor da vegetao- Presena de serapilheira- Estado de decomposio da serapilheiraMendes et al, 2006 utilizou a planilha de avaliao visual para

li lid d d l d - Incorporao da serapilheira no solo- Fauna silvestre

avaliar a qualidade do solo em reas em processo de recuperao, e chegou a concluso que esta tcnica permite a quantificao do

grau de recuperao das reas impactadas e poder ser usada como - Fauna silvestre. ferramenta auxiliar nos estudos da qualidade dos solos.

(MELLONI,2001)


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INDICADORES DE QUALIDADE DO SOLO o Indicadores Fsicos Uso de atributos fsicos do solo para o estudo p

de sua qualidade;

Baixo custo;

Metodologia simplificada.


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TEXTURATEXTURA

Processo de degradao Erosoacelerada

Alterao natexturag predominante acelerada textura

Removeargilaedeixatrasformaesgrosseiras.


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Anlise textural granulomtricag

Determinao do tamanho das partculas e sua- Determinao do tamanho das partculas e sua distribuio em determinados intervalos

Mtodo da pipeta - Define os percentuais de fraes de areia silte e

argila g


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ESTRUTURA Complementa o estudo de avaliao do arranjo

entre slidos e vazios;; Agregao e distribuio do tamanho dos

agregados e dos poros;g g Avaliao da curva de reteno de umidade do

solo. Poucos relatos do uso da estrutura com indicador

de qualidade;Merece ateno pela interao com outros

atributos e a influncia direta nas operaes depreparo e manejo do solopreparo e manejo do solo.

MENDESetal,(2006);GOMES&FILIZOLA,(2006)


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RESISTNCIA A PENETRAORESISTNCIA A PENETRAO Resistncia fsica que solo exerce em algo

t t t d l tque tenta se mover atravs dele aumentacom a compactao e a reduo da

id dumidade;

Limita o crescimento das plantas eLimita o crescimento das plantas einfiltrao de gua no solo.

PEDROTTIetal.,(2001);DIASetal,)2002).


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RESISTNCIA A PENETRAO Penetrmetro

Expressa em Kg/cm ou Kpa

Neste tipo de avaliao necessrio conhecer o teor deumidade do solo.

Fonte:


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RESISTNCIA A PENETRAO Avaliaes indiretas:

- Densidade do solo (g/cm)Mt d d l l t iMtodo do anl volumtrico

- Condutividade eltrica (cm/h)CondutmetroCondutmetro

P f did d d Fonte:


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INFILTRAO DE GUA NO SOLO Fenmenos que melhor refletem as condies

f i i t d lfsicas internas do solo (ALVES & CABEDA, 1999) Interdependncia com outros atributos do solo; Infiltrmetro.

Fonte:


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Degradao qumicaReflete os insumos, como a adio desregradade agroqumicos ao solo; e as sadas, como osnutrientes exportados pela produo agrcola ounutrientes exportados pela produo agrcola oupela madeira dos plantios florestais, quereduzem a fertilidade do solo.

Os principais indicadores so:9Carbono orgnico total matria orgnica do9Carbono orgnico total, matria orgnica do

solo, N total; pH; condutividade eltrica; eos teores de N, P e K disponveis, etc.


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o Indicadores Qumicos Processos do solo ou de comportamento;

Capacidade do solo em resistir troca de ctions;ctions;

Necessidades nutricionais da planta;

Contaminao ou poluio dos solos.

(GOMES & FILIZOLA, 2006).


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pH

- Indicar acidez;

- Peagmetrog

- Reaes no sistema solo-soluo

Fonte:

- Reaes no sistema solo-soluo


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Carbono orgnicoCarbono orgnico- No considerado um nutriente para a planta;

- Baixos valores

Efeito na estrutura, disponibilidade de gua paraEfeito na estrutura, disponibilidade de gua paraas plantas e poder de tamponamento devido presena de compostos muitas vezes txicos apresena de compostos muitas vezes txicos aplanta.

(GOMES&FILIZOLA,2006)


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Mtodo de anliseMtodo de anlise

O idao da matria orgnica com sol o deOxidao da matria orgnica com soluo de potssio em presena de cido sulfrico;

Calor desprendido na diluio do cido sulfrico e titulao do excesso de dicromato com sulfato ferroso amoniacal.

(CAMARGOetal2009)


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Capacidade de troca de ctions (CTC)p ( )

Habilidade do solo de reter e trocar ons- Habilidade do solo de reter e trocar ons positivamente carregados na superfcie coloidal;

- Importantes propriedades fsico-qumicas do sistema.


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Anlise- Extrao macronutrientes (Ca, Mg e K)e sdioe sdio- Soluo normal de acetato de amnio pH 7,0 e

d t i d t t tdeterminao dos seus teores no extrato Teor de Micronutrientes (Zn, Cu, Fe e Mn) Deficincia ou toxicidade Extratores: Mehlich e o DTPA-TEAExtratores: Mehlich e o DTPA TEA

PEREIRAetal.,(2001);CAMARGOetal,2009).


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INDICADORES BIOLGICOS DO SOLO

DefinioPresena ou ausncia de uma certa

espcie (planta ou animal) em dadap (p )rea, associada a determinada condioambiental.

Essa estratgia bastante til, uma vezque elimina a necessidade de se estudarque elimina a necessidade de se estudartodos os indivduos da comunidadebiolgicabiolgica.

(TURCO & BLUME, 1999).


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Degradao biolgicaPerda da biodiversidade do solo e pela reduoPerda da biodiversidade do solo e pela reduo

do teor de MO, tendo como principalconsequncia a baixa ou nula atividade da:

9micro (menor de 0,2 mm em tamanho);9meso (de 0 2 a 2 mm); e9meso (de 0,2 a 2 mm); e9macrofauna (de 2 a 20 mm) e flora do soloOs principais indicadores so:9C e N contidos na biomassa microbiana; N9C e N contidos na biomassa microbiana; N

potencialmente mineralizvel e taxa derespirao do solo, etc


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Invertebrados de solo, como minhocas, trmitas e protozorios, tm sido utilizados como

bioindicadoresDemonstram o estado da qualidade do solo ante

as aes antrpicasSensveis mudanas sazonais

Grupo dos coliformes A presena de coliformes em amostras

ambientais indica a qualidade sanitria do solo eda gua Escherichia, Klebsiella e Enterobacter

(BROCK & MADIGAN, 1991).


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Diversidade MicrobianaPermite avaliar a diversidade, porm no

considera a estrutura e composio da

comunidade microbiana

O uso como indicador tem sido discutido A diversidade microbiana manter-se naturalmente

inalterada ao longo do anoinalterada ao longo do ano

(SMIT et al., 2001; JOHNSON et al.,

2003)


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Indicadores microbiolgicos- Fundamentais na ciclagem de nutrientes no solo

e no fluxo de energia dos ecossistemas terrestres- Importantes formao de estrutura do solo e tem

ao amenizadora de stress nutricional Biomassa microbiana- Controlam funes a decomposio e o acmuloControlam funes a decomposio e o acmulo

de m.o ou transformaes envolvendo osnutrientes minerais;

- Microorganismos utilizam a frao disponvel dam.o Sensveis a mudanas a sua qualidade. q

PARRON & BUSTAMANTE, (2002); TTOLA & CHAER, 2002; MELLONI, (2007)


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INDICADORES MICROBILGICOS

Mtodos de anlise- Fumigao e incubao;- Fumigao e extrao;g - Determinao da respirao induzida pelo

Substrato.Substrato. No considera composio e estrutura

(BRESOLINetal,2002).


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Diversidade microbiana- Riqueza de microogarnismos = variedade de

espcies e inter-relaoes dos processos p pbiolgicos que ocorrem;

- Bactrias fungos protozorios nematidesBactrias, fungos, protozorios, nematides, minhocas e artrpodes;Normalmente avaliada a nvel de espcie e- Normalmente avaliada a nvel de espcie e diversidade gentica.

(TTOLA&CHAER,2002)


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3. Anlise Florstica

INDICADORES DE RESTAURAO C O S S U OAMBIENTAL

ndices de Restauraondices de Restaurao

ndice de Diversidade de Shannon-Weaver ndice de Diversidade de Shannon Weaver(H) Este ndice calculado com base no nmero deEste ndice calculado com base no nmero de

indivduos de cada espcie e no total de indivduos ndice de Equabilidade de Pielou (J)q ( )Coeficiente de Mistura de Jentsch (QM)

Fornece uma idia geral da composio florstica doFornece uma idia geral da composio florstica doambiente, pois, indica, em mdia, o nmero dervores de cada espcie que encontrado no

tpovoamento. ndice de MacGuinnes (IGA)

Estima o g a de ag egao da espcie Estima o grau de agregao da espcie ndice de dinmica da comunidade


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4 FAUNA4. FAUNAQuanto maior a quantidade e a diversidadeda fauna, principalmente da avifauna, maior

i t i l d t d tseria o potencial de auto recuperao destarea.

As aves silvestres so reconhecidas comoas melhores bioindicadores dosas melhores bioindicadores dosecossistemas terrestres, principalmente osflorestais.

PADOVEZI, (2005); ALMEIDA e ALMEIDA, (1998).


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Indicadores Faunsticos

Presena de todo e qualquer animal Presena de todo e qualquer animal

pode ser considerado indicativo de

qualidade ambiental

Desproporo

Indica desequilbrio ambiental


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Invertebrados- Fceis de serem avaliados;

- Mtodos de avaliao identificao e contagem- Mtodos de avaliao identificao e contagemdos indivduos;

- Sobrevivncia dependente da presena dehabitats especficos.

(DORAN t l 1996)(DORANetal.,1996).


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InsetosInsetos- Abundantes - Tolerantes

E i i lt i- Espcies sensveis alteraes no meio- Mtodo de anlise (SILVA, 2002).

Fonte:Fonte:


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Formigas

Fonte:


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Cupins- Importante nos processos de ciclagem de p p g

nutrientes eformao de solo;formao de solo;

Efeito na estrutura fsica;- Efeito na estrutura fsica;

- Termiteiros abrigo a uma fauna edistribuio de plantas.distribuio de plantas.

Fonte:


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Utilizao dos indicadoresIndicadores Faunsticos Utilizao dos indicadores Maioria dos estudos so feitos por comparao

C l ii MC insetos com larvas aquticas, insetosinsetosfitfagosfitfagos,, mosquitos e liblulas

AmbienteAmbiente maismais secossecos ColeopteraColeoptera eeOrthoptera

Invertebrados

Indicadores de poluio ou alteraesp ambientais

Facilidade de coleta e baixo custo

Grande diversidade


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Indicadores Faunsticos Isopteras

Tropicais e subtropicais Tropicais e subtropicais

Associados a ciclagem de nutriente

LepidopteraLepidoptera

I di ti d bi t li ( l i )I di ti d bi t li ( l i ) Indicativo de ambiente limpo (sem poluio)Indicativo de ambiente limpo (sem poluio)

Abrange a maioria dos ambientesAbrange a maioria dos ambientes


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Indicadores Faunsticos Consideraram-nos como bons indicadores, pois

geralmente so organismos que possuem ampla

distribuio geogrfica e ao mesmo tempo sodistribuio geogrfica e ao mesmo tempo so

abundantes em seus hbitats.

Prez et al. (2001)


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Indicadores Faunsticos

Ictiofauna Ictiofauna

Sensibilidade a mudanas ambientais

Poluio

Desmatamento

Contaminao direta dos mananciaisContaminao direta dos mananciais


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Indicadores Faunsticos Espcies-chave para o Cerrado

Trmitas Devido s alteraes que causam nas

caractersticas do solo, na grandequantidade de inquilinos que vivem em suascolnias, na importncia de alimentos paravertebrado etcvertebrado, etc.

Formigas cortadeiras, savas e quem-quemMo imentam ma g ande biomassa egetal Movimentam uma grande biomassa vegetal,alteram as caractersticas locais do solo eabrigam vrios inquilinos em seus ninhosabrigam vrios inquilinos em seus ninhos

(Brando & Vanzolini 1985)


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Considerao Final Apesar de no ser recente, a discusso sobre o uso de

indicadores vem ganhando fora e expe a dificuldadede se chegar a um consenso sobre quais parmetrosso capazes de atestar o impactos.

Na p tica Na prtica9Muitos utilizam indicadores empricos9Presena de determinadas plantas insetos9Presena de determinadas plantas, insetos,minhocas, etc

No meio cientfico No meio cientfico9Alm desses parmetros, figuram as interaes e

funes ecolgicas sobre esses indicadores derestaurao

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