Banco de sementes (lenhosas e herbáceas) e dinâmica de quatro populações herbáceas em uma área da caatinga em Pernambuco

Abstract

As influências das variações sazonal e anual da precipitação e das diferenças espaciais sobre a dinâmica do banco de sementes e de quatro espécies herbáceas (Delilia biflora, Commelina obliqua, Phaseolus peduncularis e Poinsettia heterophylla) foram avaliadas em uma área de caatinga, na Estação Experimental da Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecuária – IPA (8o14’18”S e 35o55’20”W, 535 m de altitude), em Caruaru, Pernambuco, Brasil. Foram coletadas 105 amostras de serrapilheira e de solo (0-5 cm de profundidade), em parcelas de 20 x 20 cm, em três estações chuvosas e três secas. A riqueza e a densidade foram determinadas pelo método de emergência de plântulas. A dinâmica das populações herbáceas foi avaliada em 35 parcelas de 1 m x 1 m, em microhabitats plano, rochoso e ciliar. No interior das parcelas todos os indivíduos das quatro espécies foram contados e marcados e, mensalmente, as parcelas foram monitoradas para contagem dos nascimentos e mortes. Emergiram do banco de sementes 79 espécies, sendo a maioria herbácea. Nos três anos, a riqueza e a densidade foram mais elevadas nas amostras de solo. Houve variação sazonal significativa na riqueza apenas no primeiro ano e não houve diferença entre anos. A similaridade entre estações e entre anos foi menor que 50%. Apenas sete espécies estiveram em ambas as estações chuvosa e seca dos três anos. O banco apresentou densidade média estimada de 591 sem.m-2. Houve variação sazonal significativa na densidade no segundo e no terceiro ano. A densidade diferiu entre anos e a maioria das espécies ocorreu com poucos indivíduos. As quatro espécies formaram populações mais numerosas no primeiro ano, e reduziram drasticamente de tamanho no segundo ano, que foi mais seco. C. obliqua foi menos sensível às variações nos totais pluviométricos entre anos. Dentro de cada ano, o tamanho das populações estudadas foi maior na estação chuvosa, diminuindo fortemente na estação seca. Apesar das reduções sazonais e anuais na densidade, três das espécies estiveram presentes durante os três anos, mas C. obliqua desaparece no microhabitat ciliar. D. biflora, C. obliqua e P. peduncularis ocorreram nos três microhabitats, mas com baixa densidade no ciliar. Não houve registro de P. heterophylla no ciliar. O tamanho das populações e os picos de natalidade e de mortalidade, em cada microhabitat, variaram no tempo. As variações sazonais e anuais nos totais pluviométricos exercem influência sobre a riqueza e a densidade do banco de sementes e sobre a dinâmica das populações herbáceas. A densidade do banco de sementes da catinga pode ser maior na estação chuvosa, maior na seca, ou não exibir variação sazonal. O microhabitat pode atenuar o impacto do estresse hídrico da estação seca sobre a mortalidade das populações herbáceas, pois o maior pico de mortalidade das quatro espécies foi no plano. O papel preditivo de chuvas de tempos presentes ou ecologicamente recentes não explica variações de densidade de sementes do banco do solo, em contra partida o poder preditivo de totais pluviométricos de passados mais distante pode ter elevado poder de explicação sobre a dinâmica do banco de sementes do solo da caatinga e elevada implicação na conservação deste tipo vegetacional.

The influence of seasonal and annual variations in precipitation on the dynamics of seed banks of four herbaceous species (Delilia biflora, Commelina obliqua, Phaseolus peduncularis e Poinsettia heterophylla) were evaluated in an area of caatinga, in the experimental station of Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecuária – IPA (8o14'18"S e 35o55'20"W, 535 m de altitude), in Caruaru, Pernambuco, Brazil. 105 samples of litter and soil (0-5 cm of depth) were collected from 20 x 20 cm plots, at three rainy seasons and three dry seasons. Richness and density were determined by the seedling emergence method. The dynamics of herbaceous populations was evaluated in 35 1 m x 1 m plots, in plan, rocky and riparian microhabitats. At the plot interior, all individuals from the four species were counted and marked and, monthly, the plots were monitored for the counting of births and deaths. 79 species emerged from the seed bank and most of them were herbs. In the three years, richness and density were higher for the soil samples. There was a significant seasonal variation in richness only in the first year and there was no difference between years. Similarity among stations and years was lower than 50%. Only seven species were present in both rainy and dry seasons for the three years. The bank presented an estimated average density of 591 seeds. m-2. There was a significant seasonal variation in density in the second and third years. Density differed among years and most species occurred with few individuals. The four species formed more numerous populations in the first year and they drastically reduced in size in the second year, which was drier. Commelina obliqua was less sensible to variations in the pluviometric totals among years. In each year, population size was higher at the rainy season and it strongly decreased at the dry season. Although seasonal and annual reductions in density, the of the four species were present during the three years, but C. obliqua disappeared in the riparian microhabitat. Delilia biflora, Commelina obliqua and Phaseolus peduncularis occured in the three microhaitats, but with low density in the riparian micohabitat. There was no record for Poinsettia heterophylla in the riparian microhabitat. Population size and birth and death peaks vary in time for each microhabitat. Annual and seasonal variations in the pluviometric totals influences seed bank richness and density and the dynamics of herbaceous plants. Caatinga seed bank density may be higher at the rainy season, higher at the dry season or it may not present seasonal variation. Microhabitat can mitigate the impact of dry season water stress on mortality of herbaceous populations, since the higher mortality peaks of the four species were in the plan. The predictive role of rains of present times or ecologically recent does not explain seed density variations in the soil bank, but the predictive power of pluviometric totals from past years may have increased the explanation power on the dynamics of caatinga soil seed bank and it has a great implication for conservation for this kind of vegetation.