THE INFLUENCE OF FIRE ON THE SOIL SEED BANK IN SEMIDECIDUOUS FOREST
DOI:
https://doi.org/10.5902/198050988436Keywords:
fire ecology, forest restoration, forest disturbanceAbstract
http://dx.doi.org/10.5902/198050988436This study was carried out in a fragment called “Reserva da Biologia”, which belongs to the Universidade Federal de Viçosa, in Minas Gerais state, Brazil (20º35’-28º50’S e 42º45’-43º00’W), where ten 5 x 5m plots, 1m away from each other, were set up. A controlled burning was performed on the plots, following the wind-driven fire technique, according to the slope orientation. The objective was to characterize the soil seed bank before and after fire, in order to verify the effects of such discontinuance on both population density and floristic composition of the tree community. In the middle of each plot a 40x 25cm soil sampling was collected, from the leaf litter downward 5cm deep. A day after the sample collections the plots underwent controlled burning. New soil collections were done immediately after burning, following the previous methodology. Five hundred and twenty-eight (528) and 429 seeds germinated from the soil seed bank before and after the fire, respectively. Such plants belonged to 23 species and 14 botanical families, from which Melastomataceae, Asteraceae and Urticaceae stood out. There was no meaningful reduction in the species richness or in the density of individuals of the populations between both samplings. The floristic similarity was 34%. Miconia cinnamomifolia and Leandra purpurascens were the most frequent/abundant species. Pioneer species stood out making up 44 and 40% of the species found in the area before and after fire, respectively.
Downloads
References
APG III (ANGIOSPERM PHYLOGENY GROUP). An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for orders and families of flowering plants: APG III. Botanical Journal of the Linnean Society, Londres, v. 161, p. 105-121, 2009.
ARAÚJO, M. M. et al. Densidade e composição florística do banco de sementes do solo de florestas sucessionais na região do Baixo Rio Guamá, Amazônia Oriental. Scientia Florestalis, Piracicaba, v. 59, p. 115-130, 2001.
BAIDER, C.; TABARELLI, M.; MANTOVANI, W. The soil seed bank of a tropical montane forest, Brazil. Revista Brasileira de Biologia, São Carlos, v. 59, n. 2, p .319-328, 1999.
BASKIN, C. C.; BASKIN, J. M. Seeds. Ecology, biogeography, and evolution of dormancy and germination. San Diego: Academic Press, 1998. 666 p.
BATISTA NETO, J. P. et al. Banco de sementes do solo de uma Floresta Estacional Semidecidual, em Viçosa, Minas Gerais. Ciência Florestal, Santa Maria, v. 17, n. 4, p. 311-320, 2007.
BEADLE, N. C. W. Soil temperatures during forest fires and their effect on the survival of vegetation. Journal of Ecology, Londres, v. 28, p. 180-192, 1940.
BUDOWSKI, G. Distribution of tropical American rain forest species in the light of successional processes. Turrialba, San Domingos, v.15, n. 1, p.40-42, 1965.
CARMONA, R. Problemática e manejo de bancos de sementes de invasoras em solos agrícolas. Planta Daninha, Viçosa, v. 10, p. 5-16, 1992.
CASTELLANI, T. T.; STUBBLEBINE, W. H. Sucessão secundária inicial em mata tropical mesófila após perturbação por fogo. Revista Brasileira de Botânica, São Paulo, v. 16, n. 2, p. 181-203, 1993.
CASTRO, P. S. et al. Interceptação da chuva por mata natural secundária na região de Viçosa – MG. Revista Árvore, Viçosa, v. 7, p. 76-89, 1983.
CORREA, G. F. Modelo de evolução e mineralogia da fração argila de solos do Planalto de Viçosa, MG. 1984. 87 f. Dissertação (Mestrado em Solos e Nutrição de Plantas) – Universidade Federal de Viçosa, 1984.
COUTINHO, L .M. Fire in the ecology of the Brazilian cerrado. In: GOLDAMMER, J. G. (Ed.). Fire in the tropical biota – Ecosystem process and global challenge. Berlim: Springer-Verlag, 1990, p. 82-105.
COUTINHO, L. M. O conceito de cerrado. Revista Brasileira de Botânica, São Paulo, v. 1, p. 17-23, 1978.
DALLING, J. W.; SWAINE, M. D.; GARWOOD, N .C. Dispersal patterns and seed bank dynamics of pionner trees in moist tropical forest. Ecology, Washington, v. 79, p. 564-578, 1998.
DALLING, J. W; SWAINE, M. D.; GARWOOD, N. C. Soil seed bank community dynamics in seasonally moist lowland forest, Panama. Journal of Tropical Ecology, Cambridge, v. 13, p. 659–680, 1997.
FENNER, M.; THOMPSON K. The ecology of seeds. Cambridge: Cambridge University Press, 2005. 250 p.
FERRANDIS, P.; HERRANZ, J. M. Response to fire of a predominantly transient seed bank in Mediterranean weedy pasture (eastern-central Spain). Ecoscience, Quebec, v. 8, n. 2, p. 211-219, 2001.
FERRANDIS, P.; HERRANZ, J. M. Soil seed bank response to fire in Mediterranean-Basin ecosystems. Recent Research in Developmental and Environmental Biology, Trivandrum, v. 1, p. 123-151, 2004.
FERRANDIS, P.; HERRANZ, J. M.; MARTÍNEZ-SÁNCHEZ, J. J. Effect of fire on hard-coated Cistaceae seed banks and its influence on techniques for quantifying seed banks. Plant Ecology, Amsterdan, v. 144, p. 103-114, 1999.
FRANCO, B. K. S. Análise do banco de sementes e da regeneração natural em um trecho de Floresta Estacional Semidecidual no Campus da Universidade Federal de Viçosa, MG. 2005. 72 f. Dissertação (Mestrado em Ciência Florestal) – Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2005.
GANDOLFI, S. História natural de uma Floresta Estacional Semidecidual no município de Campinas (São Paulo, Brasil). 2000. 551 f. Tese (Doutorado em Biologia Vegetal) - Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2000.
GANDOLFI, S.; LEITÃO FILHO, H. F.; BEZERRA, C. L. F. Estudo florístico e caráter sucessional das espécies arbustivo-arbóreas de uma floresta mesófila semidecidual no município de Guarulhos, SP. Revista Brasileira de Biologia, São Paulo, v. 55, n. 4, p. 753-767, 1995.
GARWOOD, N. C., Tropical soil seed banks: a review. In: LECK, M. A.; PARKER V. T.; SIMPSON R. L. (Eds.) Ecology of soil seed banks. San Diego: Academic Press, 1989, p. 149-209.
GASPARINI JÚNIOR, A. J. Estrutura e dinâmica de um fragmento de floresta estacional semidecidual no campus da Universidade Federal de Viçosa – Viçosa (MG). 2004, 55 f. Dissertação (Mestrado em Botânica) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2004.
GOLFARI, L. Zoneamento ecológico do estado de Minas Gerais para reflorestamento. Belo Horizonte: PRODEPEF/PNUD/FAO/IBDF, 1975. 65 p. (Série técnica; 3).
GREIG, N. Regeneration mode in neotropical Piper: habitat and species comparisons. Ecology, New York, v. 74, p. 2125-2135, 1993.
GROMBONE-GUARATINI, M. T.; RODRIGUES, R. R. Seed bank and seed rain in a seasonal semi-deciduous forest in south-eastern Brazil. Journal of Tropical Ecology, Cambridge, v. 18, p. 759-774, 2002.
HOPKINS, M. S.; TRACEY, J. G.; GRAHAM, A. W. The size and composition of soil seed banks in remmant patches of three structural rainforest types in North Queensland, Australia. Australian Journal of Ecology, Canberra, v. 15, n. 1, p. 43-50, 1990.
HOWE, H. F.; SMALLWOOD, J. Ecology of seed dispersal. Annual Review of Ecology and Systematics, Palo Alto, v. 13, p. 201-228, 1982.
KENNARD, D. K. et al. Effects of disturbance intensity on regeneration mechanism in a tropical dry forest. Forest Ecology and Management, Amsterdam, v. 162, n. 2, p. 197-208, 2002.
KLEIN, R. M. Ecologia da flora e vegetação do Vale do Itajaí. Sellowia, Itajaí, v. 32, p. 165-389, 1980.
LORENZI, H. Árvores brasileiras: Manual de identificação e cultivo de plantas arbóreas nativas do Brasil. Nova Odessa: Plantarum, 1992. 352 p. v. 1.
MAROD, D. et. al. The effects of drought and fire on seed and seedling dynamics in a tropical seasonal Forest in Thailand. Plant Ecology, Amsterdam, v. 191, p. 41-57, 2002.
MARTINS, S. V. et al. Banco de sementes como indicador de restauração de uma área degradada por mineração de caulim em Brás Pires, MG. Revista Árvore, Viçosa, v. 32, n. 6, p. 1081-1088, 2008.
MARTINS, S. V. et al. Regeneração pós-fogo em um fragmento de Floresta Estacional Semidecidual no município de Viçosa, MG. Ciência Florestal, Santa Maria, v. 12, n. 1, p. 11-19, 2002.
MARTINS, S. V. Soil seed bank as indicator of forest regeneration potential in canopy gaps of a semideciduous forest in Southeastern Brazil. In: FOURNIER, M V (Ed.) Forest regeneration: ecology, management and economics. New York, Nova Science Publishers, 2009. p. 34-58.
MELO, A. C. G.; DURIGAN, G.; GORENSTEIN, M. R. Efeitos do fogo sobre o banco de sementes em faixa de borda de Floresta Estacional Semidecidual, SP, Brasil. Acta Botânica Brasília, São Paulo, v. 21, n. 4, p.927-934, 2007.
METCALFE, D. J.; TURNER, I. M. Soil seed bank from lowland rain Forest in Singapore: canopy-gap and litter-gap demanders. Journal of Tropical Ecology, Cambridge, v. 14, p. 103-108, 1998.
MUELLER-DOMBOIS, D.; ELLENBERG, H. Aims and methods of vegetation ecology. New York: John Wiley e Sons, 1974. 547 p.
OLIVEIRA-FILHO, A. T.; RATTER, J. A. Vegetation physiognomies and woody flora of the Cerrado Biome. In: OLIVEIRA, P. S.; MARQUIS, R. J. (Eds.) The Cerrado of Brazil: ecology and natural history of a Neotropical savana. New York: Columbia University Press, 2002, p. 91-120.
PAULA, A. et al. Alterações florísticas ocorridas num período de quatorze anos na vegetação arbórea de uma floresta estacional semidecidual em Viçosa - MG. Revista Árvore, Viçosa, v. 26, n. 6, p. 743-749, 2002.
PENHALBER, E. F.; MANTOVANI, W. Floração e chuva de sementes em mata secundária em São Paulo, SP. Revista Brasileira de Botânica, São Paulo, v. 20, p. 205–220, 1997.
PIVELLO, V. R. et al. Chuva de sementes em fragmentos de Floresta Atlântica (São Paulo, SP, Brasil), sob diferentes situações de conectividade, estrutura florestal e proximidade da borda. Acta Botânica Brasílica, São Paulo, v. 20, n. 4, p. 845-859, 2006.
PUTZ, F. E. Treefall pits and mounds, buried seeds, and the importance of soil disturbance to pioneer trees on Barro Colorado Island, Panama. Ecology, New York, v. 64, n. 5, p. 1069-1074, 1983.
RODRIGUES, R. R.; MARTINS, S. V.; MATTHES, L. H. F. Post-fire regeneration in a semideciduous mesophytic forest, south-easthern Brazil. In: BURK, A. R. (Ed.). New research on forest ecosystems. New York: Nova Sciense Publishers, 2005, p. 1-19.
SALDARRIAGA, J. G.; UHL,C. Recovery of forest vegetation following slash-and-burn agriculture in the upper rio Negro. In: GOMEZ-POMPA, A.; WHITMORE, T. C.; HADLEY, M. (Eds.). Tropical rain forest: regeneration and management. New York: Blackwell, 1991, p. 303-312.
SILVA, V. F. et al. Impacto do fogo no componente arbóreo de uma floresta estacional semidecídua no município de Ibituruna, MG, Brasil. Acta Botânica Brasílica, São Paulo, v. 19, n. 4, p. 701-716, 2005.
SILVA-MATOS, D. M.; FONSECA, G. D. F. M.; SILVA-LIMA, L. Differences on post-fire regeneration of the pioneer trees Cecropia glazioui and Trema micrantha in a lowland Brazilian Atlantic Forest. Revista de Biología Tropical, San José, v. 53, n. 1-2, p. 1-4, 2005.
SIMPSON, R. L; LECK, M. A.; PARKER, V. T. Ecology of soil seed banks. California: Academic Press, 1989. 385 p.
SOUZA, P. A. Efeito da sazonalidade da serapilheira sobre o banco de sementes visando seu uso na recuperação de áreas degradadas. 2003, 130 f. Tese (Doutorado em Ciência Florestal) – Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2003.
STILES, E. G.; ROSSELLI, L. Comsumption of fruits of the Melastomataceae: how diffuse is coevolution. Vegetatio, Amsterdam, v. 107-108, p. 57-73. 1993.
UHL, C. et al. Successional patterns associated with slash-and-burn agriculture in the upper Rio Negro of the Amazon Basin. Biotropica, Zurich, v. 14, n. 4, p. 249-254, 1982.
UHL, C. Factors controlling succession following slash-and-burn agriculture in Amazonia. Journal of Ecology, Londres, v. 75, p. 377-407, 1987.
UHL, C.; CLARK, K.; MAUIRINO, P. Vegetation dynamics in Amazonian treefall gaps. Ecology, New York, v. 69, p. 751- 763, 1988.
VAN DER PIJL, L. Principles of dispersal in higher plants. 3. ed. Berlin: Springer-Berlag, 1982.
VELOSO, H. P.; HANGEL-FILHO,A. L. R.; LIMA,J. C. Classificação da vegetação brasileira, adaptada a um sistema universal. Rio de Janeiro: IBGE, 1991. 124 p.
WILLIAMS, P. R. et al. Germinable soil seed banks in a tropical savanna: seasonal dynamics and effects of fire. Austral Ecology, Adelaide, v. 30, p. 79-90, 2005.
WRIGHT, H. A.; BAILEY, A. W. Fire Ecology : United States and Canada. New York: John Wiley e Sons, Inc. 1982, 501 p.
