Restauração ecológica de ecossistemas campestres : técnicas e perspectivas aplicadas aos Campos Sulinos

Abstract

Grassland ecosystems around the world have a high biodiversity and provide several ecosystem services. This reality is not different from the Campos Sulinos grasslands, in Southern Brazil. Nevertheless, these grasslands are strongly threatened by, mainly, habitat conversion and invasive species. In this context, ecological restoration is an important activity for the future of Campos Sulinos. However, restoration experiences began in the last decade in the region, and several knowledge gaps remain. Contrarily, temperate grasslands in the North Hemisphere have a long history of restoration based on scientific research, and this available knowledge can be helpful in developing the restoration here. In this context, this thesis has the main objective of contribute to the development of restoration ecology in Campos Sulinos, with both theoretical and practical chapters. The first chapter is a state of the art of the ecological restoration in Campos Sulinos, also discussing its main characteristics and threats, as well as the challenges and future ways forward. The next two chapters are experiments developed in greenhouse. In the first one, we assessed the potential of hay transfer, a promising technique for the region, to introduce native species when collected on different dates and applied with different hay amounts. The experiment showed that hay has potential to introduce native graminoids, however, there is great variation regarding the number of seedlings according to the date of harvest and hay donor site. In the second experiment, we sowed native plant communities to compete with the invasive Eragrostis plana. From a functional approach, we designed communities based on leaf functional traits, and the native communities were sowed with three different seed densities. The results showed that design communities based on functional traits is not efficient to compete with the invasive species, but increasing the native seed density is a good approach. The fourth chapter focused on the use of fire, an endogenous disturbance in several grassland ecosystems, as a tool for ecological restoration. We made a systematic review to know if and when fire is a helpful tool. The review shows that in several situations fire has a positive effect on restoration. Nevertheless, in the majority of situations fire has no effect, and results can vary according to the grassland ecosystem, the objective, and the technique employed. This thesis demonstrated some ways to boost the develop of the ecological restoration in the Campos Sulinos. Nevertheless, it is clear that several gaps remain, and more experiments are needed, mainly with larger temporal and spatial scales. The ecological restoration of Campos Sulinos is fundamental and must be expanded.

Os ecossistemas campestres ao redor do globo contêm uma grande biodiversidade e provêm diversos serviços ecossistêmicos. Esta realidade não é diferente para os Campos Sulinos, no sul do Brasil. Entretanto estes campos estão fortemente ameaçados por, principalmente, conversão de hábitat e espécies invasoras. A partir disso, a restauração ecológica é fundamental para os Campos Sulinos, mas experiências de restauração são poucas e recentes, e existem muitas lacunas no conhecimento. Diferentemente, os ecossistemas campestres temperados do Hemisfério Norte têm um longo histórico de restauração, e este conhecimento disponível pode ajudar a desenvolver a restauração aqui. Nesse contexto, essa tese o objetivo geral de contribuir para o desenvolvimento da restauração ecológica nos Campos Sulinos, a partir de capítulos teóricos e experimentais. O primeiro capítulo é um estado da arte da restauração ecológica na região, descrevendo também as características e ameaças aos Campos Sulinos, bem como desafios e caminhos futuros para a sua restauração ecológica. Os dois capítulos seguintes são experimentos realizados em casa de vegetação. No primeiro foi avaliado o potencial do feno, técnica promissora para a restauração na região, de introduzir sementes de espécies nativas quando coletado em diferentes períodos do ano e aplicado em duas quantidades. O experimento demonstrou que o feno tem potencial para introduzir espécies nativas de graminóides, porém há uma grande variação no número de plântulas dependendo da época e local de coleta. No segundo experimento criamos comunidades para competir com a invasora Eragrostis plana. Usamos uma abordagem de ecologia funcional para definir as comunidades de espécies nativas a partir de atributos funcionais foliares, e as comunidades foram semeadas com densidades diferentes. Os resultados demonstraram que desenhar comunidades a partir de uma perspectiva funcional não é eficiente para competir com a invasora, enquanto aumentar a densidade de sementes de espécies nativas sim. E o último capítulo foca no uso do fogo, um distúrbio endógeno em diversos ecossistemas campestres, como ferramenta de restauração ecológica. Neste capítulo fizemos uma revisão bibliográfica para saber se e em quais situações o fogo é útil na restauração. A revisão mostrou que em diversas situações o fogo é positivo. Porém na maioria das situações o seu efeito é nulo, e o resultado varia conforme o ecossistema campestre, o objetivo e as técnicas utilizadas. Por fim, essa tese demonstrou alguns caminhos para impulsionar o desenvolvimento da restauração ecológica dos Campos Sulinos. Mas fica claro que muitas dúvidas permanecem e mais estudos experimentais, principalmente com maior escala espacial e temporal, são necessários. A restauração ecológica é fundamental para os Campos Sulinos e deve ser expandida.