Alpha and beta diversity of Lepidoptera in eucalyptus plantations in the amazonian region of Brazil

Abstract

The Lepidoptera are among the insect groups with the greatest species diversity and ecological services. The distribution, abundance and variation in time and space of species in natural communities are important. The occurrence of pests (primary pest species) and those species with potential to cause damage (secondary pest species), plus other species, are studied in monitoring programs in forest plantations as groups I, II and III, respectively. The objective of this work was to study alpha and beta diversity patterns, and the effect of native forest in these indexes by monitoring Lepidoptera in eucalyptus plantations in the Amazonian region of Brazil. Surveys were conducted with light traps at 4 sites in this region. Alpha diversity was calculated with the Jackknife first-order procedure and beta diversity with the Jaccard index in order to estimate the dissimilarity per point and the effect of the distance between the native forest and the plantations on the Lepidoptera fauna. The richness showed 10 or 11 species of group I; 9 or 10 species of II and 378 to 409 species of III, without differences per group between regions. The curves of accumulated number of primary pest species stabilized between the 15th and 35th samplings and those for secondary pest species stabilized in the range from 20th to 70th samplings, with variations among sites. The estimation of richness for species of group III ranged from 50 to 100 species with a steep slope of the curve until approximately the 60th sampling with a slow increase and a tendency of stabilization in the 4 areas after this date. The primary pest species were the same in all areas and therefore their beta diversity was zero. The dissimilarity of secondary pests was similar between areas except for Felipe. Group III showed lower dissimilarity between Caracuru and Ponte Maria (14.88%) and highest values between Felipe and Pacanari (21.64%). The lower number of individuals of group I in Felipe and Ponte Maria and lower species richness of group III in Felipe can be explained by the proximity of eucalyptus plantations to the native forest. The knowledge of population dynamics and species richness of Lepidoptera defoliators is important for pest management. These indexes allow a better detection of species with a history of damage and decision making with the most appropriate preventive measures for each situation.

Os lepidópteros estão entre os grupos de insetos com maior diversidade e os mais variados tipos de serviços ecológicos. A distribuição, a abundância e a variação no tempo e espaço dos organismos são importantes. A ocorrência de pragas e espécies com potencial para causarem danos tem sido estudada em programas de monitoramento em plantós florestais. O objetivo deste trabalho foi estudar o padrão da diversidade alfa e beta e o efeito da mata nativa sobre esses ńdices pelo monitoramento de lepidópteros em plantós de eucalipto na região amazónica do Brasil. Os levantamentos foram realizados com armadilhas luminosas em Caracuru, Ponte Maria e Pacanari no município de Almerim, Estado do Pará, Brasil e em Felipe no município de Laranjal do Jari, Estado do Amapá, Brasil. Os lepidópteros coletados foram divididos em pragas primárias (grupo I), pragas secundárias (grupo II) e espécies sem importância definida para o eucalipto (grupo III). A diversidade alfa foi calculada com o procedimento Jacknife de primeira ordem e a beta com o ńdice de Jaccard estimando-se a dissimilaridade média por ponto de coleta. Os ńdices de frequência e constância e o efeito da distância entre a mata nativa e o plantio sobre a fauna de Lepidoptera foram determinados e comparados. A riqueza foi de 10 ou 11 espécies do grupo I, nove ou 10 do II e 378 a 409 espécies do III, sem diferença por grupo entre as áreas. As curvas de acúmulo das pragas primárias se estabilizaram entre as 15a e 35a amostragens e as das secundárias entre a 20a e a 70a amostragem, com variaçães entre os locais. A estimativa da riqueza das espécies sem importância definida para a eucaliptocultura foi de 50 e 100 espécies com inclinação acentuada da curva até, aproximadamente, a 60 amostragem e crescimento lento com tendência de estabilização nos quatro locais a partir desta data. As espécies pragas primárias foram as mesmas em todos os locais e, por isso, sua diversidade beta foi nula. A dissimilaridade das pragas secundárias foi semelhante entre os locais, exceto em Felipe. O grupo III apresentou menor dissimilaridade entre Caracuru e Ponte Maria (14,88%) e maior entre Felipe e Pacanari (21,64%). O menor número de individuos do grupo I em Felipe e Ponte Maria e a menor riqueza de espécies do III em Felipe estão, possivelmente, relacionados à maior proximidade dos plantós de eucalipto com a mata nativa. O conhecimento da dinâmica populacional e da riqueza de espécies de lepidópteros desfolhadores são importantes para o manejo de pragas. Esses ńdices permitem melhorar a detecção de espécies com histórico de danos e a tomada de decisão com medidas preventivas mais apropriadas para cada situação.