Relações entre estrutura funcional, diversidade e estabilidade ecossistêmica em comunidades vegetais

Dentre as ameaças causadas pealas mudanças climáticas, é esperado um aumento na frequência e na magnitude de eventos climáticos extremos. Portanto, é de vital importância identificar características da comunidade que confiram estabilidade aos processos ecossistêmicos. Por meio de três experimentos buscamos explorar essas intrincadas relações entre alguns aspectos da biodiversidade e a estabilidade ecológica. No primeiro estudo, comparamos a produtividade primária antes e depois de uma inundação em comunidades sintéticas com diferentes valores de riqueza de espécies, diversidade e composição funcional. No segundo experimento, investigamos como alterações na intensidade de chuvas (simuladas por meio de interceptadores) afetaram os atributos funcionais, diversidade e processos ecossistêmicos de um campo nativo sob diferentes frequências de desfolhação. O terceiro estudo, consistiu em um experimento com manipulação da riqueza de espécies por meio de remoções, onde analisamos o efeito da diversidade de espécies na estabilidade nos níveis de organização de comunidade (colonizações e extinções) e ecossistema (variação na produtividade primária). Atributos funcionais e outras características da comunidade (riqueza e composição) afetaram e foram afetadas pelos distúrbios. A relação diversidade-estabilidade apresentou diferentes tendências dependendo da natureza e intensidade do distúrbio. O aumento dos recursos após a inundação favoreceu comunidades mais ricas e aquelas contendo atributos relacionados à aquisição de recursos. Além disso, a frequência de desfolhação não afetou a resposta da vegetação à manipulação de chuva. Estabilidade apresentou tendências opostas dependendo do nível de organização ecológica considerado. Maior substituição 63 de espécies em comunidades mais ricas correspondeu a uma maior estabilidade em 64 processos ecossistêmicos.Climate change is expected to increase the frequency and magnitude of extreme weather events. It is therefore of major importance to identify the community attributes that confer stability in ecosystem processes facing such events. By means of three experiment-based studies, we aimed to explore how plant community aspects affect ecological stability. In the first study, we compared data on biomass productivity before and after a major flood in synthetic plant communities with different values of species richness, functional diversity and community weighted means of functional traits on different measures of stability. In the second experiment, we investigate how changes in rainfall (simulated by rainout-shelters) alter functional traits and diversity and ecosystem processes of a natural grassland under different defoliation frequencies. The third study consisted on a biodiversity experiment in which we manipulated species richness by removals for studying the effects of species diversity on the stability at the community (colonization and extinction) and ecosystem levels (variation in primary productivity). Functional traits and other community features (richness, composition) affected and were affected by the disturbances. Diversity-stability relationships presented different trends depending on the disturbance nature and intensity. Resource inputs following the flood favoured rich communities and the ones characterized by traits related to resource acquisition. Also, defoliation frequency did not affect the way vegetation responded to rainfall manipulation. Stability showed opposite trends when evaluated at different levels of ecological organization. Higher turnover in rich communities corresponded to increased stability in ecosystem processes

Invasion of Pinus taeda L. in the psammophilous coastal vegetation of southern Brazil

Invasão de Pinus spp. constitui uma importante ameaça em ambientes abertos. Neste trabalho, estudamos padrões espaciais e temporais da invasão de Pinus taeda na vegetação psamófila do Parque Estadual de Itapeva, um dos últimos remanescentes de ecossistemas costeiros no sul do Brasil, e relacionamos a invasão com a estrutura e composição da vegetação. Amostramos indivíduos de P. taeda em 121 unidades amostrais de 25 m de raio, medimos diâmetro de copa e altura, e observamos a presença de estróbilos em cada indivíduo. Estimamos a cobertura de vegetação herbácea e arbustiva em parcelas de 10 x 10 m com indivíduos de P. taeda e em parcelas controle próximas. Sorteamos 83 indivíduos para determinação da idade pela contagem de anéis de crescimento; em 15 destes, avaliamos a composição florística em parcelas de 1 m2 sob a copa e numa parcela controle adjacente. Encontramos 18,6% de indivíduos reprodutivos. A população apresenta poucos indivíduos antigos e muitos indivíduos jovens, indicando um aumento atual no recrutamento e/ou uma alta taxa de mortalidade anterior. Posição no relevo e cobertura da vegetação não apresentaram diferenças significativas entre áreas com P. taeda e controles, mostrando que não há influência desses fatores no estabelecimento ou que condições que definem a variação na vegetação não são as mesmas que definem o estabelecimento. Houve diferença na composição florística de espécies não graminóides entre parcelas sob as copas de P. taeda e áreas controles. Esta diferença aumentou conforme a idade do indivíduo e a quantidade de acículas, indicando que essa espécie altera as condições bióticas na escala de organismo.Pinus invasion is a threat in open vegetation formations. In this paper, we study spatial and temporal patterns of the invasion of Pinus taeda in the psammophilous vegetation of Itapeva State Park, one of the last remnants of coastal ecosystems in southern Brazil, and correlate the invasion with vegetation structure and composition. We sampled individuals of P. taeda in 121 plots of 25 m radius, measured canopy diameter and height, and observed the presence of cones in each individual. We estimated the cover of herb and shrub in 10 x 10 plots with individuals of P. taeda and in nearby control plots without the invader. 83 individuals were randomly selected to determine age by growth rings counting, and in 15 of these, we evaluated the floristic composition in a 1-m² plot under the individual and in an adjacent control plot. We found 18.6% of reproductive individuals. The population had few old and many young individuals, indicating an increase in the current recruitment and/or an early high mortality rate. Relief position and vegetation cover showed no significant differences between areas with P. taeda and control areas, suggesting that there is no influence of these factors on the establishment of P. taeda or that the conditions that define the variation in vegetation are not the same ones that define the establishment. Differences in floristic composition of non-graminoid species between plots under the canopies of P. taeda and control plots were observed. The differences increase with the individual's age and the amount of needles, indicating that P. taeda changes the biotic conditions at the individual scale

Invasion of Pinus taeda L. in the psammophilous coastal vegetation of southern Brazil

Invasão de Pinus spp. constitui uma importante ameaça em ambientes abertos. Neste trabalho, estudamos padrões espaciais e temporais da invasão de Pinus taeda na vegetação psamófila do Parque Estadual de Itapeva, um dos últimos remanescentes de ecossistemas costeiros no sul do Brasil, e relacionamos a invasão com a estrutura e composição da vegetação. Amostramos indivíduos de P. taeda em 121 unidades amostrais de 25 m de raio, medimos diâmetro de copa e altura, e observamos a presença de estróbilos em cada indivíduo. Estimamos a cobertura de vegetação herbácea e arbustiva em parcelas de 10 x 10 m com indivíduos de P. taeda e em parcelas controle próximas. Sorteamos 83 indivíduos para determinação da idade pela contagem de anéis de crescimento; em 15 destes, avaliamos a composição florística em parcelas de 1 m2 sob a copa e numa parcela controle adjacente. Encontramos 18,6% de indivíduos reprodutivos. A população apresenta poucos indivíduos antigos e muitos indivíduos jovens, indicando um aumento atual no recrutamento e/ou uma alta taxa de mortalidade anterior. Posição no relevo e cobertura da vegetação não apresentaram diferenças significativas entre áreas com P. taeda e controles, mostrando que não há influência desses fatores no estabelecimento ou que condições que definem a variação na vegetação não são as mesmas que definem o estabelecimento. Houve diferença na composição florística de espécies não graminóides entre parcelas sob as copas de P. taeda e áreas controles. Esta diferença aumentou conforme a idade do indivíduo e a quantidade de acículas, indicando que essa espécie altera as condições bióticas na escala de organismo.Pinus invasion is a threat in open vegetation formations. In this paper, we study spatial and temporal patterns of the invasion of Pinus taeda in the psammophilous vegetation of Itapeva State Park, one of the last remnants of coastal ecosystems in southern Brazil, and correlate the invasion with vegetation structure and composition. We sampled individuals of P. taeda in 121 plots of 25 m radius, measured canopy diameter and height, and observed the presence of cones in each individual. We estimated the cover of herb and shrub in 10 x 10 plots with individuals of P. taeda and in nearby control plots without the invader. 83 individuals were randomly selected to determine age by growth rings counting, and in 15 of these, we evaluated the floristic composition in a 1-m² plot under the individual and in an adjacent control plot. We found 18.6% of reproductive individuals. The population had few old and many young individuals, indicating an increase in the current recruitment and/or an early high mortality rate. Relief position and vegetation cover showed no significant differences between areas with P. taeda and control areas, suggesting that there is no influence of these factors on the establishment of P. taeda or that the conditions that define the variation in vegetation are not the same ones that define the establishment. Differences in floristic composition of non-graminoid species between plots under the canopies of P. taeda and control plots were observed. The differences increase with the individual's age and the amount of needles, indicating that P. taeda changes the biotic conditions at the individual scale

Estrutura funcional e processos ecossistêmicos em campo nativo mediados pela intensidade de pastejo

O pastejo em campos nativos é um distúrbio que afeta a comunidade vegetal e processos por ela promovidos. O objetivo desse estudo foi determinar como a intensidade do pastejo afeta os padrões de distribuição de espécies e atributos funcionais e como essa mudança na vegetação afeta processos ecossistêmicos relativos à decomposição de serapilheira. Em uma área de campo nativo na região da Depressão Central do Rio Grande do Sul foi instalado um experimento com 14 potreiros submetidos a três diferentes intensidades de pastejo. Em cada um deles tomou-se a cobertura média de espécies e atributos funcionais das mesmas. Com o uso de litterbags e bait-lamina avaliamos a decomposição da serapilheira e a atividade dos invertebrados detritívoros do solo. Comparamos a cobertura de espécies, e atributos e diversidade funcional entre os tratamentos. Exploramos a relação de variáveis estruturais do habitat, atributos e diversidade funcional aos processos avaliados. A intensidade de pastejo afetou significativamente a cobertura de espécies e atributos funcionais, aumentando a os valores médios de área foliar específica e diminuindo os de conteúdo de matéria seca, e a presença de espécies com rota fotossintética C4, cespitosas e hemicriptófitas, além de diversidade funcional. Nas áreas menos pastejadas a atividade de detritívoros também foi maior, relacionada à altura da vegetação, quantidade de biomassa morta e espécies com rota fotossintética C4, e negativamente relacionada à quantidade de solo descoberto e à diversidade funcional. A decomposição de serapilheira não foi afetada pela intensidade de pastejo, e sim pela presença de espécies com órgãos subterrâneos de reserva e pela maior diversidade funcional. Intensidade de pastejo seleciona espécies pelos seus atributos funcionais, atuando como um filtro ambiental. Sob alta pressão de pastejo, a intensa desfolhação permite apenas a persistência de espécies adaptadas a um rápido rebrote. Áreas menos pastejadas permitem o desenvolvimento de plantas com folhas resistentes e longas. A competição nessas comunidades promove uma diferenciação de nicho e alta diversidade funcional, resultando em um padrão de divergência nos atributos. Organismos detritívoros são beneficiados por essa vegetação densa, enquanto que a decomposição da serapilheira responde a outros fatores que não à atividade de organismos detritívoros.Cattle livestock grazing is a disturbance that affects plant community and its processes. Our objective is to determine how grazing intensity affects plant species distribution patterns and their functional traits; and how these changes affect ecosystem processes related to litter decomposition. In a native grassland area in southern Brazil an experiment of 14 paddocks submitted to three different treatments of cattle grazing intensity was assessed. At each paddock we evaluated species cover and their functional traits. We also evaluated litter decomposition (litter-bag method) and detritivore activity (bait-lamina test). We compared species cover, functional traits and functional diversity between treatments. We explored the relations between habitat structure variables and the ecosystem processes. Increasing grazing intensity significantly affected species cover and functional traits, it increased community weighted means for SLA and decreased LDMC, proportion of species with C4 metabolic pathway, caespitose and hemicryptophytes; also increased functional diversity. Grazing intensity decreased detritivore activity, which was related to vegetation height, dead biomass cover and species with C4 photosynthetic pathway; and negatively related to bare soil and functional diversity. Litter decomposition was not affected by grazing intensity, but it was related to presence of species with belowground storage organs and higher functional diversity. Grazing intensity selects species by their functional traits, acting like an environmental filter. Under high grazing intensity, severe defoliation allows only persistence of similar species adapted to rapid resprout. Under low grazing intensity, the lack of frequent defoliation enables the development of species with high investment on strong and long-lived leaves. Competition in these plots promotes niche differentiation and high functional diversity, leading to a divergence pattern of communities’ traits. Further, the dense vegetation benefit detritivore organisms, while litter decomposition is affected by other factors than detritivore activity

El Gobierno: El Gobierno - Año III Número 414 - 1874 abril 10 (10/04/1874)

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Avaliação da Dispersão de Sementes de Pinus taeda L. pela Análise dos Anéis de Crescimento de Árvores de Regeneração Natural

RESUMO As árvores de Pinus taeda – introduzidas no Brasil em 1880 e em ensaios experimentais em 1936 – têm sido relacionadas na literatura especializada ao processo de invasão biológica de algumas áreas de campos gerais e de altitude dos estados do Paraná e Santa Catarina, de cerrado no estado de São Paulo, de restinga no estado de Santa Catarina e de pampas no estado do Rio Grande do Sul. Os anéis de crescimento anuais formados no lenho das árvores de Pinus taeda constituem importante ferramenta na avaliação do processo de invasão biológica. Com esse objetivo, no presente trabalho avaliou-se a dispersão espacial-temporal de sementes analisando-se os anéis de crescimento do lenho de árvores de Pinus taeda de plantações e de regeneração natural na região de Faxinal do Céu, estado do Paraná. Os resultados possibilitaram determinar a idade e a taxa de crescimento do tronco das árvores de Pinus taeda de plantações, a data da germinação, a área de dispersão das sementes e a taxa de crescimento das árvores de regeneração natural. Os resultados permitem, da mesma forma, discutir o processo de invasão de árvores de Pinus taeda pela dispersão das sementes em áreas limítrofes às plantações florestais