Phytossociology of a dense Cerrado on the footprint of a carbon flux tower, Pé-de-Gigante, Vassununga State Park, SP

O domínio do Cerrado compreende uma área contínua nos estados centrais do Brasil e áreas disjuntas em outros estados, incluindo São Paulo. Essa vegetação ocupava originalmente 21% do território brasileiro, restando atualmente apenas 21,6% de sua extensão original. A área recoberta por essa vegetação em São Paulo cobria 14% de sua área total e seus remanescentes recobrem menos de 1% da ocorrência original dessa vegetação. Estudos recentes indicam que o valor da produtividade líquida no Cerrado Pé-de-Gigante (SP) constitui um pequeno dreno de carbono e indicou que a sazonalidade foi o fator determinante do valor observado. Os estudos dos fluxos de carbono em ecossistemas terrestres são raramente acompanhados de abordagens ecofisiológicas de modo a explorar a relação funcional das espécies que compõem o ecossistema e os valores líquidos obtidos para o mesmo. Assim, o objetivo deste trabalho foi caracterizar estruturalmente a vegetação presente na área de maior influência da torre de fluxo instalada no Cerrado Pé-de-Gigante, visando possibilitar estudos relacionados à quantificação em longo prazo da dinâmica dos fluxos de água, energia e CO2 na vegetação de Cerrado. Para isso foram levantadas 20 parcelas (10 x 10 m) em 0,2 ha de Cerrado, e amostraram-se todas as plantas com perímetro ao nível do solo >6 cm (exceto lianas e árvores mortas). A distribuição das classes de diâmetro e estrutura vertical, assim como os parâmetros fitossociológicos foram analisados. Encontramos 1451 indivíduos, distribuídos em 85 espécies, 52 gêneros e 31 famílias. A densidade absoluta e área basal foram de 7255 ind. ha-1 e de 7,9 m².ha-1, respectivamente. A família Leguminosae apresentou o maior número de espécies (13). O Índice de diversidade de Shannon (H') foi 3,27 nats.ind-1. A distribuição em classes de diâmetro mostrou uma curva de "J" invertido, estando a maioria dos indivíduos na primeira classe. Concluímos que a área deve ser classificada como Cerrado denso, devido principalmente à dominância pela espécie arbórea Anadenanthera falcata, cuja ocorrência no estado foi relatada apenas em locais com solos ricos em saturação de bases na região das Cuestas Basálticas, devido também à maior área basal dos indivíduos, comparando com outros fragmentos de Cerrado. Além da espécie citada, Myrcia lingua e Xylopia aromatica, apresentaram os maiores IVI (Valor de importância).The Cerrado vegetation covers the Brazilian central areas (core area) which include extensive and continuous areas in the central States and some marginal areas in other States, including São Paulo, accounting originally for 21% of Brazilian territory. Nowadays, the remnants are 21,6% of its original coverage. About of 14% of the São Paulo State territory was originally covered with Cerrado vegetation, and today remnants account for less than 1% of the original distribution. Recent studies indicate that the net productivity in the Pé-de-Gigante Cerrado constitutes a small carbon sink, with seasonality playing a major role. The carbon flux studies in terrestrial ecosystems have rarely been accompanied by ecophysiological studies in order to explore the functional relationships among species, ecosystem and the values achieved. Therefore, our objectives were to characterize the vegetation structure in the meteorological and flux tower footprint. The flux tower allows studies related to long term measurements and dynamics of water, solar energy and CO2 fluxes in Cerrado vegetation. Plots (10 x 10 m) were established in 0.2 ha area of Cerrado and all vascular plants with stem perimeter at ground level >6 cm (except vines and dead individuals) were sampled. The distribution of diameter classes and vertical structure, as well as the phytosociological parameters were analyzed. We recorded 1,451 individuals, distributed in 85 species belonging to 31 different families. The absolute density and the basal area were 7,255 ind.ha-1 and 7.9 m².ha-1, respectively. Leguminosae showed the highest number of species (13). The Shannon's Index was 3.27. The distribution of diameter classes showed a curve in inverted "J", most of the individuals being in the initial classes. We concluded that the area must be classified as dense Cerrado, mainly due to Anadenanthera falcata dominance, which occurrence in São Paulo State was reported only in rich soil sites in Cuestas Basaltic regions and also due to major basal area of these individuals, comparing with other Cerrado vegetation sites. A. falcata, Myrcia lingua and Xylopia aromatica showed the highest IVI (Importance value index).FAPESPBIOTA/FAPES

Biomassa de raízes finas e densidade do comprimento radicular em uma floresta tropical chuvosa de terras baixas e montana, SP, Brasil

Fine roots, <2 mm in diameter, are responsible for water and nutrient uptake and therefore have a central role in carbon, nutrient and water cycling at the plant and ecosystem level. The root length density (RLD), fine root biomass (FRB) and vertical fine root distribution (VRD) in the soil profile have been used as good descriptors of resource-use efficiency and carbon storage in the soil. Along altitudinal gradients, decreases in temperature and radiation inputs (depending on the frequency of fog events) may reduce decomposition rates and nutrient availability what might stimulate plants to invest in fine roots, increasing acquisition of resources. We evaluated the seasonal variation of fine root parameters in a Lowland and Montane forest at the Atlantic Rain Forest. We hypothesized that, due to lower decomposition rates at the Montane site, the FRB and RLD at soil surface will be higher in this altitude, which can maximize the efficiency of resource absorption. FRB and RLD were higher in the Montane forest in both seasons, especially at the 0-5 layer. At the 0-5 soil layer in both sites, RLD increased from dry to wet season independently of variations in FRB. Total FRB in the top 30 cm of the soil at the Lowland site was significantly lower (334 g.m-2 in the dry season and 219 g.m-2 in the wet season) than at the Montane forest (875 and 451 g.m-2 in the dry and wet season, respectively). In conclusion, despite the relevance of FRB to describe processes related to carbon dynamics, the variation of RLD between seasons, independently of variations in FRB, indicates that RLD is a better descriptor for studies characterizing the potential of water and nutrient uptake at the Atlantic Rain Forest. The differences in RLD between altitudes within the context of resource use should be considered in studies about plant establishment, seedling growth and population dynamics at the Atlantic Rain Forest. At the ecosystem level, RLD and it seasonal variations may improve our understanding of the Atlantic rain forest functioning in terms of the biogeochemical fluxes in a possible scenario of climate change and environmental changes.Raízes finas, <2 mm de diâmetro, são as principais responsáveis pela absorção de água e nutrientes e, portanto, têm um papel central nos ciclos carbono, água e nutrientes, desde o nível da planta até o ecossistêmico. A densidade do comprimento radicular (DCR), a biomassa de raízes finas (BRF) e a distribuição vertical de raízes finas (DVR) no perfil do solo têm sido utilizados como bons descritores da eficiência no uso de recursos e de estocagem de carbono no solo. Ao longo de gradientes altitudinais, a diminuição da temperatura e da radiação solar (dependendo da frequência de eventos de neblina) podem reduzir as taxas de decomposição e disponibilidade de nutrientes, o que poderia estimular o aumento do investimento das raízes finas para maximizar a absorção de água e nutrientes. O presente estudo avaliou a variação sazonal de parâmetros radiculares nas florestas ombrófilas densas de Terras Baixas (FODTB) e Montana (FODM) na Mata Atlântica. A hipótese foi a de que o investimento em BRF e DCR seria maior na FODM, o que poderia maximizar a eficiência na absorção de recursos. A BRF e a DCR foram maiores na FODM em ambas as estações, especialmente na profundidade de 0-5 cm. A BRF total nos primeiros 30 cm de solo na FODTB foi significativamente menor (334 g.m-2 na estação seca e 219 g.m-2 na chuvosa) do que na FODM (875 e 451 g.m-2 nas estações seca e chuvosa, respectivamente). Na profundidade de 0-5 cm em ambas as altitudes, a DCR aumentou da estação seca para chuvosa independentemente de variações na BRF. Apesar da relevância da BRF para descrever processos relacionados à dinâmica de carbono, a variação da DCR entre estações, independente de variações na BRF, indica que a DCR é um melhor descritor para estudos caracterizando o potencial de absorção de água e nutrientes na Floresta Atlântica. As diferenças da DCR entre altitudes dentro do contexto de uso de recursos devem ser consideradas em estudos sobre estabelecimento, crescimento de plântulas e dinâmica de populações na Floresta Atlântica. No nível ecossistêmico, as variações sazonais da DCR podem aumentar nosso entendimento sobre o funcionamento da Floresta Atlântica em termos de fluxos biogeoquímicos em um possível cenário de mudanças climáticas e ambientais.203209Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq

A dinâmica da floresta neotropical e as mudanças climáticas globais

Understanding how groups of different functional groups will respond to the Global Climatic Changes is of great relevance when one thinks about conservation, management and modeling of biomass production in regions with elevated biodiversity such as the Atlantic Forest and other tropical forest. In such ecosystems, trees can play a key role in the mitigation of the impacts caused by the increasing concentrations of atmospheric CO2, by absorbing part of this gas through photosynthesis and transforming it into biomass. Using a succession approach, here we present a brief introduction about the succession process, some features of the functional groups (mainly that related to forest regeneration strategies), their relationship with an atmosphere enriched with CO2, the responses of plants to these new environmental conditions and some results obtained with Brazilian species. We suggest that the use forest regeneration is more advantageous due to the higher capacity to produce positive environmental benefits, such as the increase in biodiversity. Key –words: Atlantic rain forest, CO2, ecological succession, ecophysiologyEntender como os diferentes grupos funcionais responderão às mudanças climáticas em vigor no planeta tem grande relevância quando se pensa em conservação, manejo e modelagem de produção de biomassa em regiões com elevada biodiversidade como a Mata Atlântica e outras florestas tropicais. Em ecossistemas deste tipo, as árvores podem desempenhar um papel fundamental na mitigação dos impactos causados pelas crescentes concentrações de CO2 na atmosfera, captando carbono através da fotossíntese e transformando-o em biomassa. Numa abordagem sucessional, são apresentadas neste artigo uma breve introdução sobre o processo sucessional, algumas características dos diferentes grupos funcionais (principalmente no tocante às diferentes estratégias de regeneração), sua relação com uma atmosfera enriquecida com CO2, as respostas das plantas a essa nova condição ambiental e alguns resultados obtidos com espécies brasileiras. É sugerido que o processo sucessional teria maior capacidade de captura de carbono do que do que o uso de espécies isoladas, com ganhos ambientais consideráveis devido às possibilidades de regeneração da biodiversidade

Ferns composition and diversity differ between Restinga and Lowland Rainforest areas in the Serra do Mar?

Ferns are an important component of the tropical flora, representing about 10% of all vascular plants of tropical forests, constituting the dominant group among the herbaceous vegetation. The aim of this study was to determine whether the ferns communities in two areas of Atlantic Forest, Restinga (FRS) and Lowland Ombrophilous Dense (FTB) forests, located on soils remarkably distinct and separated by a highway, differ in their floristic composition and diversity. These two faces are located in Picinguaba locality, Parque Estadual da Serra do Mar, Ubatuba, São Paulo (23° 31' to 23° 34' S and 45° 02' to 45° 05' W). We delimited seven plots of 20 × 20 m in each area, collected, identified and listed the fern individuals. We performed three methods of multivariate analysis (TWINSPAN, UPGMA and PCO) to verify the existence of floristic groups; calculated the Payandeh index to define the level of aggregation of each species in each of the two areas (FRS and FTB); obtained indicator species for each area; and performed diversity analysis (richness, evenness and heterogeneity). The two areas sampled 3482 individuals, 1366 of which occur in FRS and 2116 in FTB. We found 14 species in FRS and 29 in FTB; these areas shared five species. We found two well-defined floristic blocks (FRS × FTB) in cluster analysis. In the FRS, relatively most species showed aggregated distribution and fewer species showed random distribution in relation to FTB. We found four indicator species for FRS and eight for FTB. The curves resulting from the individual-based rarefaction indicated a strong difference in species richness between the two communities, in favor to FTB. These differences may be related to physical and chemical characteristics of soil (more fertile and less toxic in the FTB), water dynamics (plant species in the FRS are generally subject to water stress) and the sharp break caused by highway that cuts through the park. These aspects could be related to different forms of occupation of niches and to the fact that some species in environments with limited resources and heterogeneously distributed in space, such as the studied Restinga, would eliminate the others.As pteridófitas constituem um componente importante da flora tropical, representando aproximadamente 10% do total de plantas vasculares de florestas tropicais, sendo o grupo dominante entre a vegetação herbácea. O objetivo do trabalho foi verificar se as comunidades de pteridófitas de duas áreas de Mata Atlântica, Floresta de Restinga (FRS) e Floresta Ombrófila Densa de Terras Baixas (FTB), situadas sobre solos notavelmente distintos e separadas por uma grande rodovia, difeririam em sua composição florística e diversidade. Estas duas fisionomias estão localizadas no Núcleo Picinguaba do Parque Estadual da Serra do Mar, Ubatuba, São Paulo (23° 31' a 23° 34' S e 45° 02' a 45° 05' W). Em cada área delimitamos sete parcelas de 20 × 20 m, nas quais os indivíduos foram coletados, identificados e recenseados. Efetuamos três métodos de análise multivariada (TWINSPAN, UPGMA e PCO) para verificar a existência de grupos florísticos; calculamos o índice de Payandeh para definirmos o nível de agregação de cada espécie em cada uma das duas áreas (FRS e FTB); obtivemos espécies indicadoras para cada área; e realizamos análises de diversidade (riqueza, equabilidade e heterogeneidade). Nas duas áreas amostramos 3.482 indivíduos, dos quais 1.366 ocorrem na FRS e 2.116 na FTB. Encontramos 14 espécies na FRS e 29 na FTB; cinco espécies foram compartilhadas entre as duas áreas. As análises de grupos florísticos mostraram a formação de dois blocos bem definidos (FRS × FTB). Na FRS, relativamente mais espécies apresentaram distribuição agregada e menos espécies apresentaram distribuição aleatória em relação à FTB. Encontramos quatro espécies indicadoras para a FRS e oito para a FTB. As curvas resultantes da rarefação por indivíduos indicaram forte diferença de riqueza específica entre as duas comunidades, favorável à FTB. As diferenças encontradas podem estar relacionadas às características físico-químicas do solo (mais fértil e menos tóxico na FTB), à dinâmica da água (as espécies vegetais da FRS estão, de modo geral, sujeitas ao estresse hídrico) e ao impacto causado pela estrada que corta o Parque. Esses aspectos poderiam estar relacionados a diferentes formas de ocupação de nichos e ao fato de que algumas espécies em ambientes com recursos limitados e distribuídos heterogeneamente no espaço, como é o caso da Restinga estudada, eliminariam as demais.153164Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq

Mapeamento da vegetação em área de Floresta Ombrófila Densa no Parque Estadual da Serra do Mar, SP, Brasil, e composição florística do componente arbóreo de algumas fisionomias

This study aimed to map phytophysiognomies of an area of Ombrophilous Dense Forest at Parque Estadual da Serra do Mar and characterize their floristic composition. Photointerpretation of aerial photographs in scale of 1:35,000 was realized in association with field work. Thirteen physiognomies were mapped and they were classified as Montane Ombrophilous Dense Forest, Alluvial Ombrophilous Dense Forest or Secondary System. Three physiognomies identified at Casa de Pedra streamlet's basin were studied with more details. Riparian forest (RF), valley forest (VF), and hill forest (HF) presented some floristic distinction, as confirmed by Detrended Correspondence Analysis (DCA) and Indicator Species Analysis (ISA) conducted here. Anthropic or natural disturbances and heterogeneity of environmental conditions may be the causes of physiognomic variation in the vegetation of the region. The results presented here may be useful to decisions related to management and conservation of Núcleo Santa Virgínia forests, in general.The authors would like to acknowledge the Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) for the scholarship awarded to first author; the Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) for the funding for the projects "Composição florística, estrutura e funcionamento da Floresta Ombrófila Densa dos Núcleos Picinguaba e Santa Virgínia do Parque Estadual da Serra do Mar" (Process number 03/12595-7), under coordination of Dr. Carlos Alfredo Joly (IB / UNICAMP) and "O balanço de carbono sobre uma floresta de Mata Atlântica com medidas micrometeorológicas e biométricas" (07/ 57465-4), under the coordination of Dr. Humberto Ribeiro da Rocha (IAG / USP); all colleagues who helped in field work; all taxonomists who helped with the identification of the material collected and to Amanda Catarucci for the help with the initial maps digitization.

Ecologia do Arariba (Centrolobium tomentosum Guill. ex Benth-FABACEAE) e o ecotono Mata Ciliar da Bacia do Rio Jacare-Pepira, São Paulo

Orientador : Carlos Alfredo JolyDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Este estudo foi realizado em um fragmento florestal remanescente de Mata Ciliar (42 ha) localizado na bacia do rio Jacaré-Pepira, Estado de São Paulo. Foram investigados aspectos autoecológicos de Centroloblum tomentosum Guill. ex Benth - FABACEAE),que é um espécie arbórea característica dos estratos mais altos e dominante na área. Quanto às características do seu ciclo de vida foi possível determinar os seguintes resultados: crescimento das plântulas relativamente rápido; fenologia reprodutiva e vegetativa caracteristicamente sazonais, com floração sincrônica durante o verão (janeiro-fevereiro), dispersão de frutos e deciduidade no período de inverno (julho-agosto) e brotamento foliar no inicio da estação chuvosa (setembro -outubro); comportamento bimodal de queda de folhas, com um pico associado à translocação de nutrientes pré-antese e outro ao período de deciduidade sazonal; árvores adultas com expectativa de vida foliar variando entre 6 e 8 meses, em função da posição das coortes na copa; polinização auto-compatível e realizada por abelhas grandes generalistas de vôo longo por sobre as copas; modelo arquitetônico com eixo de crescimento determinado e vertical tipo Leeuwenberg) que compõe uma sucessão simpodial de módulos, característico de espécie iniciais de sucessão. As plântulas de Centrolobium tomentosum crescidas em viveiro sob sombrite (42% luz solar total) apresentaram sensível potencial de indução da atividade da nitrato redutase, tanto foliar como radicular. Houve uma clara preferência pela redução do nitrato ao nível foliar, que associada ao potencial de indução da NR, sugerem que o comportamento da espécie é tipicamente secundário e adaptada à condição de clareira. Quanto aos aspectos demográficos, a população estudada apresentou distribuição agregada, provavelmente decorrente da dispersão anemoc6rica de curta distância e da ocorrência de reprodução vegetativa através de rebrotas de gemas radiculares. O recrutamento das plântulas que constituem o banco efêmero produzido durante o verão é relativamente baixo (cerca de 18%), pois é dependente de clareiras médias para a regeneração com sucesso. Centroloblum tomentosum mostrou-se grande produtora de folhedo, tendo atingido cerca de 425 kg ha-1 ano" (densidade de 90 árvores produtivas ha"r A transferência de nutrientes para o solo através do folhedo foi bastante significativa, tendo atingido cerca de 6.0 kg ha" ano' de nitrogênio, 0.4 kg ha-1ano,1de fósforo, 2.3 kg ha-1 ano-1 de potássio, 7.0 kg ha-1 ano-1 de cálcio, 1.2 kg ha-1 ano-1 de magnésio e 0.9 kg ha-1 ano-1 de enxôfre. O folhedo produzido leva cerca de 2.4 anos para ser totalmente decomposto devido à sazonalidade. Estes resultados indicam um enorme potencial de utilização de Centrolobium tomentosum para a recuperação funcional e estrutual de áreas ciliares degradas, além daquele silvicultural já conhecidoMestradoMestre em Ecologi