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Análise da Diversidade Entre Sistemas Agroflorestais em

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Análise da Diversidade Entre Sistemas Agroflorestais em
REVISTA CIENTÍFICA ELETRÔNICA DE ENGENHARIA FLORESTAL
PERIODICIDADE SEMESTRAL – EDIÇÃO NÚMERO 5– JANEIRO DE 2005 - ISSN 1678-3867
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ANÁLISE DA DIVERSIDADE ENTRE SISTEMAS AGROFLORESTAIS EM
ASSENTAMENTOS RURAIS NO SUL DA BAHIA.
Evandro Luiz Mendonça Machado
Pós-graduando, Departamento de Ciências Florestais
Emílio Manabu Higashikawa
Professor, Departamento de Ciências Florestais
Renato Luiz Grisi Macedo
Professor; Departamento de Ciências Florestais
Nelson Venturin
Professor; Departamento de Ciências Florestais
Marx Leandro Naves
Professor, Departamento de Ciência do Solo
Jozebio Esteves Gomes
Professor
RESUMO
Com o objetivo de avaliar e comparar a diversidade de espécies implantadas
em sistemas agroflorestais em um assentamento rural na região sul da Bahia,
utilizou-se os parâmetros quantitativos de diversidade (índices de Shannon e
equabilidade de Pielou). Para tanto foram inventariados um hectare, por meio
de uma unidade amostral de 100 X 100m em cada uma das seis propriedades
pré-selecionadas de modo representativa dos 87 pequenos produtores
assentados na região, participantes de um projeto agroecológico de agricultura
familiar. A implantação das espécies nos sistemas obedeceu a critérios
técnicos, de maior adaptabilidade e aceitação de mercado, e também a
aceitabilidade dos proprietários à nova proposta. Prevalecendo a simplificação
ou a maior diversificação no número de espécies. As 5 espécies de maior
utilização foram: urucum, coco, pitanga, graviola e goiaba. Este fato
provavelmente foi o responsável pelas variações encontradas entre os
mesmos. Porém esta maior ou menor diversificação do sistema não indica
obrigatoriamente uma maior ou menor sustentabilidade dos mesmos. Pois,
para que a mesma seja alcançada, faz-se necessário a observação conjunta de
fatores ambientais, econômicos e sociais. Os índices de diversidade utilizados
foram eficientes para se avaliar a viabilidade e a sustentabilidade dos sistemas
agroflorestais.
PALAVRAS
CHAVE:
Agrossilvicultura;
Diversidade;
Heterogeneidade
Comparações.
ABSTRACT
With the objective of evaluating and comparing the diversity of species
established in agroforest systems in a rural settlement in the South region of
Bahia, the quantitative diversity parameters (Shannon Indices and Pielou
equability). For that, a hectare
was inventoried by means of a 100 x 100
sample unit in each of the six pre-selected estates in a representative way of
the 87 small farmers settled in the region, participants of an agroecological
project of familiar farming. The establishment of the species in the systems
obeyed to technical criteria of greatest adaptability and market acceptance and
also the acceptability of the farmers to the new proposal. Prevailing the
simplification or the greatest diversification in the species number. The five most
utilized species were: urucum, coconut, pitangua, cherimoya and guava. This
fact probably was the responsible for the variations found among these plants.
But this greater or smaller diversification of the system doe not denote
obligatorily a greater or smaller sustainability of them.
Because, for it to be
reached, it is necessary the join observation of environmental, economical and
social factors. the diversity indices utilized were efficient to evaluate the viability
and the sustainability of agroforest systems.
KEY WORDS: agrosilviculture; diversity; heterogeneity; comparisons
i.
Introdução
Área de riqueza biológica ímpar, a Costa do Descobrimento, no extremo sul da
Bahia, teve sua ocupação marcada pela criação de latifúndios e pelos conflitos
de terra com os índios Pataxós. A partir de 1985, um novo componente se
insere, com o movimento pela Reforma Agrária. Atualmente existem 25
assentamentos (aproximadamente duas mil famílias) e nove aldeias Pataxós
(uma população estimada de mil famílias) no entorno dos três parques
nacionais: Monte Pascoal, Descobrimento e Pau-Brasil.
As condições históricas de ocupação dessa região determinaram a implantação
de sistemas produtivos com baixa sustentabilidade econômica, ambiental e
social. Diante deste quadro, organizações não-governamentais se instalaram
na região com o intuito de reverter essa situação, e vem executando um projeto
que visa o reconhecimento da importância social, econômica e ambiental da
agricultura familiar. As ações executadas em parceria com a associação local
do
assentamento
resultaram
em
novos
processos
de
geração
de
conhecimento, com profundas mudanças nos sistemas produtivos tradicionais.
A perspectiva da sustentabilidade econômica é baseada na produção
diversificada de sistemas agroecológicos, que incluem frutas tropicais como
produto gerador de renda. Os principais produtos são: urucum, café, caju, coco,
goiaba, graviola, pitanga e manga.
As mediadas de diversidade podem servir como indicadores de equilíbrio de
sistemas ecológicos, funcionando como ferramentas para o seu manejo. O
índice de Shannon tem sido o mais utilizado como medida de densidade em
levantamentos ecológicos. A comparação dos valores desse índice deve ser
feita com ressalvas, uma vez que existem diferenças quanto ao método de
amostragem, critério de inclusão e esforço amostral empregados nos trabalhos.
A confrontação de valores obtidos em diferentes áreas mediante a aplicação do
mesmo método amostral é válida, pois pode indicar quais das áreas amostras
apresentam maior diversidade.
O presente trabalho foi desenvolvido em uma área-piloto composta de seis
produtores rurais assentados, com o objetivo de verificar as possíveis
correlações entre diversidade de espécies implantadas com a aceitabilidade da
proposta de cada produtor e sua sustentabilidade econômica e ambiental.
II. MATERIAL E MÉTODOS
O presente estudo foi conduzido em um assentamento rural localizado na
comunidade agrícola Riacho das Ostras, município de Prado, Bahia, entre as
coordenadas 16°53’ e 17°27’S e 39°07’ e 39°38’W e a uma altitude média de
4m (Figura1).
O clima da região é do tipo Aw de Köppen com totais pluviométricas anuais
próximas a 2000mm, com chuvas bem distribuídas ao longo do ano. O solo foi
classificado como ARGISSOLOS AMARELOS típico. A vegetação original da
região segundo classificação do IBGE (Veloso et al, 1991), é do tipo Floresta
Ombrofila Densa.
Figura 1.: Mapa com detalhe da região extremo sul do estado da Bahia com
destaque ao município de Prado onde foi desenvolvido o estudo.
O assentamento utilizado para este estudo, apresenta 17 anos de existência,
sendo que a partir de 1996 vêm se desenvolvendo em uma parte das
propriedades um projeto piloto de agricultura sustentável tendo como principio
a agrosilvicultura. No assentamento existem 87 famílias assentadas, em lotes
individuais de aproximadamente 23 hectares. Destas foram selecionadas seis
propriedades,
representativos
dos
principais
sistemas
produtivos.
A
composição das espécies implantadas em cada propriedade foi definida
conjuntamente entre os proprietários e os técnicos de uma ONG responsável
pelo mesmo, tendo por princípio para a seleção as espécies mais adaptadas
para as condições regionais, com maior demanda no mercado e aquelas que
os proprietários demostravam maior interesse.
Em cada uma dessas propriedades, escolheu-se uma unidade padrão de 1ha
(100 X 100m) representativa do sistema agroflorestal com frutíferas
implantadas na mesma. Posteriormente procedeu-se o mapeamento e
identificação de todos os indivíduos existentes.
Foi realizada uma contagem do número total de indivíduos de cada espécies
em cada unidade agrosilvicultural. Esta contagem permite conhecer do número
de espécies e indivíduos implantados em cada sistema, possibilitando o cálculo
do índice de diversidade de Shannon (H’) e equabilidade de Pielou (J’) (Brower
& Zar, 1984), por meio das fórmulas:
s
H ' = ∑ ( pi )(ln* lpi )
i =1
e
J '=
H'
H max
Quando se usa uma medida de riqueza ou de heterogeneidade para expressar
a diversidade, perdem-se informações sobre a estrutura da comunidade, pois o
que se obtém ao final do cálculo é um único valor para cada local. O índice de
heterogeneidade mais usado é o índice de Shannon (Pielou 1977). Uma vez
utilizado a base de logaritmos naturais, as propriedades matemáticas de H’
apresentam muito maior consistência e coerência, de modo que há não só uma
forte recomendação para usar nats/indivíduo (Hutcheson 1970), como também
uma tendência mundial ao uso da base natural (Magurran 1988, May 1975). O
índice de Shannon representa a entropia de ordem, o H’ depende diretamente
do número de termos do somatório (S) e do valor de cada termo (pi). Quanto
maior H’, maior o conteúdo de informação de um indivíduo tomado da
comunidade de modo independente e aleatório, isto é, há necessidade de
tomar um número muito grande de indivíduos para que seja possível conhecer
S, o número de espécies na comunidade. Como o valor de H’ depende da base
logarítmica usada em seu cálculo, deve prestar-se muita atenção quando se
deseja comparar comunidades: H’ deve ser calculado com a mesma base
logarítmica em todas elas. Para decidir se dois valores de H’ diferem
significativamente, é possível usar a estatística t (Zar 1996).
Os índices de diversidade de Shannon dos sistemas foram comparados pelo
teste de t de Hutcheson (Zar 1996). As comparações foram feitas aos pares
porque o teste de t de Hutcheson é o único disponível para comparações
estatísticas entre valores de H’.
Para realizar as comparações estruturais, foram preparadas duas matrizes,
onde a primeira foi baseada na ocorrência das espécies para uma análise de
agrupamento (cluster analysis) utilizando a distância de similaridade de Jaccard
entre as listagens e a técnica de agrupamento por método por grupos (Ward’s
Method) (KENT & COKER, 1992). E a segunda nas densidades relativas das
espécies em cada área, sendo os valores transformados pela expressão log10
(x+1) para compensar os desvios causados pela baixa freqüência das
densidades mais elevadas (ter Braak, 1995) Foi feita uma ordenação das seis
áreas por meio de uma análise de correspondência retificada (DCA,
Detrendend Correspondence Analysis) (Causton, 1988) e preparada uma
matriz categórica, com a qual se objetivou agrupar as espécies de acordo com
sua importância econômica para os sistemas. Foram definidas cinco
categorias: 1º composta apenas do urucum, em virtude desta apresentar o
maior valor agregado; na segunda foram incluídas as espécies na qual se faz a
extração de polpa, como pitanga, graviola, goiaba e caju; a 3º categoria inclui o
cocô, por apresentar mediana importância; as espécies as quais representam a
subsistência dos proprietários foram reunidas na quarta categoria; na quinta,
encontra-se reunidas as espécies não identificadas. Foi utilizado o programa
Pc-Ord for Windows versão 4.0 (McCune & Mefford, 1999).
Também formam mensurados alguns parâmetros edáficos para auxiliar na
interpretação da sustentabilidade dos sistemas. As variáveis consideradas
foram preparadas por meio de uma amostragem composta coletada em cada
sistema sendo estas adquiridas por meio de três repetições de amostras de
0,5L de solo, em diferentes profundidades (0-20cm, 20-40cm e 40-60cm de
profundidade), as quais foram enviadas para o Laboratório de Análise de Solos
do Departamento de Ciência do Solo da Universidade Federal de Lavras, para
algumas determinações físicas (permeabilidade, resistência a penetração e
proporções de areia, silte e argila) e químicas (pH em água; teores de potássio
(K), fósforo (P), cálcio (Ca), magnésio (Mg), alumínio (Al), saturação por bases
(V), carbono (C), matéria orgânica (MO)). Seguindo o protocolo da EMBRAPA
(1997).
III. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Em virtude dos critérios utilizados para a seleção de espécies, as quais foram
implantadas em cada sistema, obteve-se uma diversificação nos mesmos, o
que nos permite afirmar que o nível de aceitação e compromisso com a
proposta foi diferenciada, o que influi na produtividade dos mesmos. Os
produtores os quais tenderam a uma maior simplificação dos sistemas,
selecionando as espécies de maior aceitação no mercado, obtiveram maiores
lucros. Enquanto que aqueles que tenderam a uma maior diversificação, não
observando as necessidades do mercado consumidor, obtiveram menores
rentabilidades financeiras, porém maiores ganhos ambientais, tais como
melhoria na qualidade do solo. Uma proposta para novas áreas seria a união
destes, selecionando o maior número de espécies, porém sempre observando
as demandas do mercado consumidor.
A diversidade de determinada área pode ser medida, de forma simplificada, por
índices de diversidade, como o de Shannon (H’), que combinam o número de
espécies que ocorrem na amostra, ou riqueza, com a distribuição de suas
respectivas abundâncias, ou equabilidade (Gaston 1996). A riqueza variou
relativamente pouco, de 9 a 20 espécies, entre os sistemas avaliados, porém a
abundância dos indivíduos variou de forma significativa, com valores nos
intervalos entre 230 a 550. Os reflexos deste, são captados pelos índices de
diversidade de Shannon, os quais variaram entre 1,470 a 2,394 e pela
equabilidade de Pielou, ocorrendo entre os intervalos de 0,592 a 0,879,
indicando no caso do limite inferior, o predomínio em número ou massa de
poucas espécies que foram mais utilizadas na confecção do sistema,
resultando num fenômeno conhecido como dominância ecológica, conforme se
observa na Tabela1.
Tabela 1.: Informações sobre os seis sistemas agroflorestais: códigos das
áreas (Área), número de indivíduos (N), número de espécies (S), índices de
diversidade de Shannon (H’) e eqüabilidade de Pielou (J’).
Área
N
S
H'
J'
SAF-1
252
09
1,710
0,778
SAF-2
520
13
1,692
0,659
SAF-3
230
10
1,470
0,639
SAF-4
550
15
1,603
0,592
SAF-5
291
12
2,183
0,879
SAF-6
308
20
2,394
0,799
As comparações realizadas entre os índices de Shannon, pelo teste de t de
Hutcheson foram feitas aos pares (Tabela 2), e demostraram que não ocorre
diferenças significativas entre os pares SAF-1 e 2, SAF-1 e 4, SAF-2 e 4 e
entre os SAF-3 e 4, em contrapartida o SAF-3 se diferiu dos demais (SAF-1 e
2). Já os pares formados entre os grupos SAF-3 e 5 e SAF-3 e 6 encontram-se
estatisticamente diferente ao nível de 0,1%. O agrupamento formado pelos
SAF-5 e 6 só apresentou diferenças estatísticas se comparados ao nível de
1%.
Tabela 2.: Comparações entre os valores do t calculado pelo teste de t de
Hutcheson, para os diferentes sistemas, os valores abaixo da tabela
representam o t tabelado, em módulo, nos diferentes níveis de significância
considerados.
SAF-1
SAF-1
SAF-2
SAF-3
SAF-4
SAF-5
SAF-6
-
SAF-2
0,2548
-
SAF-3
2,7841
2,6228
SAF-4
1,4903
1,2699
-1,5887
SAF-5
-5,4910 -5,8273
-7,4232
SAF-6
-9,2664 -9,7959 -10,8503 -11,1902 -2,4741
-6,9483
-
ttab.-(5%): 1,64; ttab.-(2,5%): 1,96; ttab.-(1%): 2,32; ttab.-(0,5%): 2,57; ttab.-(0,1%): 3,32
Na região Sul da Bahia existem outros sistemas tradicionais, os quais
apresentam índices de diversidade de Shannon superiores aos encontrados
neste projeto piloto. SAMBUICHI (2002) e HUMMEL (1995) estudando
cabrucas de cacau encontraram respectivamente índices de Shannon de 3,35
e 3,06 nats.ind-1. A explicação deste fenômeno se deve ao fato destes sistemas
preservarem o compartimento arbóreo original e desenvolverem suas
atividades no sub-bosque, o que não ocorre nos sistemas agroflorestais
estudados. No entanto existe uma tendência de aumento da complexidade
nestes, com o passar do tempo, o que pode elevar o nível de diversidade.
Nos sistemas foram encontradas 28 espécies, pertencentes a 21 famílias
(Tabela 3), destas as que apresentaram maior riqueza e seu respectivo número
de espécies foram: Fabaceae (4), Anacardiaceae (2), Moraceae (2),
Myrtaceae(2), Rubiaceae (2) e as demais famílias contribuíram com apenas
uma, com exceção das não identificadas que foram reunidas em uma única
categoria.
As dez espécies com maior densidade, totalizando 88,1% do número total de
indivíduos, foram: Bixa orellana (urucum com 764), Cocos nucifera (cocô com
265), Eugenia uniflora (pitanga com 216), Annona punctata (graviola com 207),
Psidium guajava (goiaba com 131), Anacardium occidentale (caju com 128),
Mangifera indica (manga com 55), Piper nigrum (pimenta do reino com 55),
Citrus sp. (citrus com 44) e Gliricidia sepium (gliricidia com 40). Reafirmando
alta dominância ecológica das espécies, conforme demostrado pelos baixos
valores de eqüabilidade de Pielou (J’).
Para o calculo destes valores, se considerou todos os sistemas e não
isoladamente, visto que o objetivo era de traçar um panorama geral dos
mesmos.
Tabela 3.: Lista das espécies as quais compõem os seis sistemas
agroflorestais, em ordem decrescente de maior ocorrência em todos os
sistemas. As espécies não identificadas foram reunidas em uma única
categoria (NI).
Família
Espécie
Bixaceae
Bixa orellana
Nome Vulgar
urucum
SAF-1
SAF-2
SAF-3
SAF-4
SAF-5
SAF-6
100
255
120
283
6
0
Arecaceae
Cocos nucifera
coco
39
22
31
59
42
72
Myrtaceae
Eugenia uniflora
pitanga
0
90
7
59
57
3
Annonaceae
Annona punctata
graviola
49
33
24
54
24
23
Myrtaceae
Psidium guajava
goiaba
18
25
36
12
22
18
Anacardiaceae Anacardium occidentale caju
3
4
5
56
26
34
NI
NI
2
0
0
3
46
5
manga
9
0
0
11
2
33
NI
Anacardiaceae Mangifera indica
Piperaceae
Piper nigrum
pimenta do reino
0
45
0
0
0
0
Rutaceae
Citrus sp.
citrus
0
0
0
0
0
44
Fabaceae
Gliricidia sepium
gliricídia
23
7
1
2
7
0
Rubiaceae
Genipa americana
genipapo
0
0
0
2
38
0
Rubiaceae
Coffea arabica
café
0
0
0
0
0
29
Musaceae
Musa sapientum
banana
0
25
2
0
0
1
Caricaceae
Carica papaya
mamão
0
4
0
1
21
0
Fabaceae
Cajanus cajan
guandú
9
6
1
4
0
0
Lauraceae
Persea americana
abacate
0
0
3
0
0
15
Moraceae
Artocarpus integrifolia
jaca
0
0
0
2
0
6
Malpighiaceae Malpighia glabra
acerola
0
0
0
0
0
8
Oxalidaceae
carambola
0
1
0
0
0
4
Averrhoa carambola
Poaceae
Saccharum officinarum
cana
0
3
0
1
0
0
Fabaceae
Inga sp.
ingá
0
0
0
0
0
3
Fabaceae
Tamarindus indica
tamarindus
0
0
0
0
0
3
Moraceae
Morus sp.
amora
0
0
0
0
0
3
Sterculiaceae
Theobroma grandiflorum cupuaçu
0
0
0
0
0
2
Cecropiaceae
Cecropia sp.
embauba
0
0
0
1
0
0
Sapotaceae
Lucuma caimito
abiu
0
0
0
0
0
1
Clusiaceae
Garcinia mangostona
mangostão
0
0
0
0
0
1
252
520
230
550
291
308
Total
O dendrograma de similaridade entre os sistemas (Figura 2A), permite a
visualização da formação de grupos cuja a composição de espécies são
similares. Nota-se a alta similaridade dos SAF-1 e 3, que por sua vez
encontram-se bastante próximos de outro agrupamento (SAF-2 e 4). O
agrupamento SAF-5 e 6, demostrou-se bastante
dissimilar dos demais
sistemas.
A análise de correspondência retificada, DCA (Figura 2B) apresentou
autovalores altos para os dois primeiros eixos ordenação (0,448 e 0,140) ,
sintetizando cerca de 58% da variação total dos dados, porém o primeiro eixo
apresentou valores maiores implicando em um gradiente bem mais forte ou
seja, uma diferença mais pronunciada entre as espécies mais abundantes nos
extremos do gradiente (ter Braak, 1995).
Informação Remanescente (%)
100
SAF-1
SAF-3
SAF-2
SAF-4
SAF-5
SAF-6
75
50
25
(A)
0
(B)
60
SAF-5
Grupos
1
2
40
Eixo 2
3
SAF-6
SAF-4
20
SAF-2
SAF-1
0
SAF-3
0
40
80
Eixo1
(C)
Categorias
genipapo
1
2
3
4
5
60
mamão
Eixo 2
ni
40
embauba
pitanga
20
cana
pimenta
do reino
0
0
coco
gliricídia
urucum
banana
jaca
caju
manga
carambola
graviola
goiaba
abacate
café
tamarindo
amora
citrus
cupuaçu
mangostão
acerola
ingá
abiu
guandú
40
80
Eixo 1
Figura 2.: Análises multivariadas da composição de espécies nos seis
sistemas agroflorestais: (A) Dendrograma de Classificação, (B) Diagrama de
ordenação da análise de correspondência retificada (DCA) para os sistemas e
(C) Diagrama de ordenação da análise de correspondência retificada (DCA)
para as espécies.
A análise de correspondência retificada, DCA (Figura 2B e C) apresentou a
formação de agrupamentos similares aos encontrados pelo dendrograma. Tais
agrupamentos são os reflexos das aspirações as quais motivaram no momento
da implantação dos sistemas, e suas conseqüências podem ser observadas
sob diferentes óticas.
Quando se considera os benefícios ambientais, os sistemas mais diversificados
apresentaram maiores teores de matéria orgânica, que os demais sistemas.
Provavelmente em resposta a composição de espécies diferentes, com
fenologias diferenciada e com tempo de decomposição variada propiciando
uma maior acumulação de matéria orgânica. Como os solos da região
apresentam baixos teores de argila, não permite a formação de complexos
estáveis entre substancias húmicas e dos constituintes inorgânicos do solo, o
que facilita o processo de lixiviação e erosivo.
Considerando os benefícios econômicos, os sistema onde os parâmetros para
a seleção das espécies foi de encontro com as maiores demandas da região,
observou uma tenderam a esta simplificação, tais sistemas se concentram no
quadrante inferior esquerdo (Figura 2B), o mesmo ocorre com as categorias 1,
2 e 3 das espécies (Figura 2C). Demonstrando que são estes os sistemas que
concentram a ocorrência de espécies que proporcionam maior retorno
econômico.
Os agrupamentos encontrados pelo dendrograma e pelas DCA’s foram
similares aos agrupamentos dos resultantes dos índices de diversidade de
Shannon. Desta forma os argumentos apresentados se complementam e nos
permite visualizar as condições de cada sistema.
IV. CONCLUSÃO
A utilização de índices de diversidade indicou ser mais um parâmetro para
demonstrar a viabilidade e a sustentabilidade dos sistemas agroflorestais. Tal
ferramenta se mostrou eficiente quando utilizada em associação com as
análises as quais reforçaram os indícios apontados pelos mesmos.
Os parâmetros para a seleção das espécies para compor um Sistema
Agroflorestal devem ter por objetivo a sustentabilidade econômica dos
proprietários, assim observando as carências e anseios regional; bem como a
sustentabilidade ambiental, observando sempre a diversificação, objetivando a
melhoria dos solos o que possibilita a manutenção dos mesmos por meio de
uma utilização do recurso mais racional. O encontro de um ponto de equilíbrio
entre sustentabilidade econômica, ambiental e social são os pilares básicos
para o sucesso do sistema, pois a ausência de algum destes pilares o sistema
tende a desequilibrar com o tempo, causando danos a todos os envolvidos nos
mesmos.
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