Estrutura da comunidade de plantas vasculares em clareiras naturais e em área perturbada por fogo em uma floresta pluvial tropical Atlântica no Sul da Bahia, Brasil

The effects of disturbances on plant community structure in tropical forests have been widely investigated. However, a majority of these studies examined only woody species, principally trees, whereas the effects of disturbances on the whole assemblage of vascular plants remain largely unexplored. At the present study, all vascular plants < 5m tall were surveyed in four habitats: natural treefall gaps, burned forest, and their adjacent understorey. The burned area differed from the other habitats in terms of species composition. However, species richness and plant density did not differ between burned area and the adjacent understorey, which is in accordance to the succession model that predict a rapid recovery of species richness, but with a different species composition in areas under moderate disturbance. The treefall gaps and the two areas of understorey did not differ among themselves in terms of the number of individuals, number of species, nor in species composition. The absence of differences between the vegetation in treefall gaps and in understorey areas seems to be in agreement with the current idea that the species present in treefall gaps are directly related to the vegetation composition before gap formation. Only minimal differences were observed between the analyses that considered only tree species and those that considered all growth habits. This suggests that the same processes acting on tree species (the best studied group of plants in tropical forests) are also acting on the whole assemblage of vascular plants in these communities.Os efeitos das perturbações sobre parâmetros da estrutura de comunidade de plantas em florestas tropicais têm sido freqüentemente analisados. Porém, a maioria dos estudos realizados até o momento tem considerado somente plantas lenhosas, principalmente árvores, e o efeito de perturbações sobre toda a comunidade de plantas vasculares ainda não havia sido avaliado. No presente estudo, todas as plantas vasculares menores que 5 metros de altura foram amostradas em clareiras naturais, em uma área de floresta queimada em um incêndio acidental e em áreas de sub-bosque adjacentes. A área queimada diferiu das outras áreas em relação à composição de espécies, porém a riqueza de espécies e a densidade de indivíduos não foi diferente entre a área queimada e as áreas de sub-bosque. Estes resultados estão de acordo com os modelos sucessionais que prevêem que em locais sujeitos a perturbações de intensidade moderada ocorre uma rápida recuperação da riqueza de espécies, porém com uma composição de espécies diferenciada. As clareiras naturais e as áreas de sub-bosque não diferiram quanto ao número de indivíduos e de espécies, nem em relação à composição de espécies. A ausência de diferenças entre a vegetação em clareiras e no sub-bosque sugere que as espécies encontradas em clareiras estão diretamente relacionadas às espécies presentes antes da formação das clareiras. Foram observadas apenas pequenas diferenças entre os resultados das análises que consideraram somente as espécies arbóreas e as análises considerando todos os hábitos de crescimento, sugerindo que os mesmos processos que atuam sobre as espécies arbóreas estão também atuando sobre toda a comunidade de plantas vasculares nestas florestas.303313Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES

Habitat specialization and phylogenetic structure of tree species in a coastal Brazilian white-sand forest

Aims The coastal Brazilian rainforest on white-sand (restinga) ranks among the most fragmented forest types in the tropics, owing to both the patchy distribution of sandy soils and widespread coastal development activities. Here we study the environmental and evolutionary determinants of a forest tree assemblage at a single restinga forest in Southeastern Brazil. We also explore the ability of competing hypotheses to explain the maintenance of species diversity in this forest type, which includes contrasting extremes of edaphic conditions associated with flooding stress. Methods The study was conducted in a white-sand forest permanent plot of 10.24 ha on the coastal plain of Southeastern Brazil. This plot was divided into 256 quadrats of 20×20 m, which were classified into two main edaphic habitats (flooded and drained). Trees with a diameter ≥1cm at breast height were identified. We assembled DNA sequence data for each of the 116 morphospecies recognized using two chloroplast markers (rbcL and matK). A phylogenetic tree was obtained using the maximum likelihood method, and a phylogenetic distance matrix was produced from an ultrametric tree. We analyzed similarity in floristic composition and structure between habitats and related them to cross-plot distances using permutation procedures. Null model torus shift simulations were performed to obtain a statistical significance level for habitat association for each species. The phylogenetic structure for the two habitats and for each 20×20 m quadrat was calculated using the mean phylogenetic distance weighted by species abundance and checked for significance using the standardized effect size generated by 5000 randomizations of phylogenetic tip labels. Important Findings Our results indicate that partitioning among edaphic habitats is important for explaining species distributions and coexistence in restinga forests. Species distributions within the plot were found to be non-random: there was greater floristic similarity within than between habitats, and >40% of the more abundant species were positively or negatively associated with at least one habitat. Patterns of habitat association were not independent of phylogenetic relatedness: the community was overdispersed with respect to space and habitat type. Closely related species tended to occur in different habitats, while neighboring trees tended to belong to more distantly related species. We conclude that habitat specialization is important for the coexistence of species in restinga forests and that habitat heterogeneity is therefore an essential factor in explaining the maintenance of diversity of this unique but fragile and threatened type of forest. © 2014 The Author

Estrutura e composição da vegetação e chuva de sementes em sub-bosque, clareiras naturais e area perturbada por fogo em floresta tropical no Sul da Bahia

Orientador: Flavio Antonio Maes dos SantosTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Entre os diversos fatores que podem afetar o processo de estabelecimento de plantas após diferentes tipos de perturbações em florestas tropicais, a composição local de espécies, a chegada de sementes e as características de luz podem desempenhar um importante papel. No presente estudo, foram amostradas todas as plantas vasculares abaixo de 5 metros de altura em 6 sub-parcelas de 1 m2 dentro de 6 clareiras naturais, 6 parcelas no sub-bosque adjacente às clareiras, 6 parcelas em uma área de floresta queimada e 6 parcelas no sub-bosque de uma mata próxima à área queimada. Em cada parcela, foi analisado o ambiente de luz utilizando-se fotografias hemisféricas. Durante um ano foi acompanhada a chuva de sementes, com coletores de 0,25 m2 instalados ao lado de cada subparcela. Em um total de 1228 indivíduos amostrados, foram encontradas 291 espécies, confirmando a altíssima riqueza de espécies na região sul da Bahia. A inclusão de todas as plantas vasculares neste estudo revelou que, para cada espécie arbórea amostrada, foram encontradas 2 espécies pertencentes a outros hábitos de crescimento, o que destaca a importância de considerar os hábitos não-arbóreos na caracterização florística de uma região. O ambiente sujeito a perturbação antrópica (Área Queimada) diferiu dos outros ambientes em termos de composição florística e estrutura da vegetação, apresentando uma grande proporção de espécies que ocorrem exclusivamente nesta área, forte dominância de espécies de crescimento rápido, menor proporção de indivíduos e espécies de hemiepífitas e maior abundância de indivíduos de trepadeiras e plantas escandentes. Na área queimada foi observado o maior número de sementes (2,25 sementes/m2/dia), porém o menor número de espécies na chuva de sementes, apresentando forte dominância de sementes das espécies Cecropia pachystachya e Miconia mírabilis. Somente na área queimada as espécies mais abundantes na chuva de sementes também ocorreram em abundância na vegetação estabelecida. As clareiras não diferiram das áreas de sub-bosque em termos de densidade de indivíduos, riqueza de espécies e composição de espécies, tanto para o conjunto de todos os hábitos de crescimento, como somente para as espécies arbóreas. Estes resultados sugerem que as plantas presentes em uma clareira estão fortemente relacionadas à composição local de espécies. As clareiras não diferiram dos demais ambientes (excluindo-se a área queimada) em relação à porcentagem de abertura no dossel, entretanto, quando outros índices de luminosidade foram analisados, as clareiras se diferenciaram das áreas de sub-bosque por apresentarem maior quantidade e maior concentração de luz. Em relação à chuva de sementes, apesar das duas áreas de sub-bosque apresentarem o maior número de espécies em comum, quando a abundância das sementes na chuva de sementes foi considerada, somente o sub-bosque da mata próxima à área queimada e as clareiras não foram significativamente diferentes. Os resultados apresentados neste estudo destacam a alta riqueza de espécies na região, a importância de avaliar todos os hábitos de crescimento, o importante papel da composição local de espécies no estabelecimento de plantas em perturbações naturais (clareiras), as grandes modificações estruturais e florísticas em uma área com perturbação antrópica (área queimada) e a forte relação entre a chuva de sementes e as plantas estabelecidas na área queimadaAbstract: Among several factors that can affect the establishment of plants in tropical forests after disturbance, there are three of high potential importance, namely, composition of the local plant assemblage, arrival of seeds, and light conditions. In this study ali vascular plants between 0.2 and 5 m tall were sampled in six 1 m2 subplots in each of 6 recent treefall gaps, 6 plots in a burned area, and 6 plots in each understorey area elose to these disturbed environments. The light environment in each plot was analyzed through hemispheric photographs. Seed rain was followed throughout one year using 0,25 m2 collectors, placed next to each quadrat. A total of 1288 individuais were identified, distributed among 291 species, confirming the very high species diversity attributed previously to south Bahia. Due the inclusion of ali vascular plants in the sample, for every tree species, 2 non-tree species were observed, highlighting the need to include other growth habits in floristic surveys. The anthropogenic environment (burned area) had marked differences in floristic composition and structure of the vegetation. This area had a higher proportion of exclusive species, high dominance of fast-growing species, a smaller proportion of individuais and species of hemi-epiphytes, and more individuais of vines and scandent shrubs. Seed rain in the burned area had the highest number of propagules (2.25 seeds/m2 . day), but the lowest species richness, due the strong prevalence of seeds of Cecropia pahystachya and Miconia mirabilis. The commonest species in the seed rain were also abundant among the sampled plant assemblage only in the burned area. Tree-fall gaps did not differ from the understorey. Plant density, species richness, and assemblage composition in tree-fall gaps did not differ from those of adjacent understorey plots. These results hold both when ali growth-forms were considered, and also for tree species only, and suggest that the species assemblage present in gaps is strongly related to the local species composition. There was no difference in percent canopy opening among gaps and the other environments, but other indexes of iIIumination showed that gaps have a higher amount and concentration of light than the understorey. The two areas of understorey had the highest number of common species in the seed rain, but when abundance is taken into account, only the assemblages of tree fali gaps and the understorey near the burned area did not differ significantly. The results presented here stress the high plant diversity in the region studied as well the significance of a complete survey of ali growth-forms, the importance of local plant species composition for the colonization of naturally disturbed environments (tree-fall gaps), the marked structural and floristic alterations in a anthropogenic environment (burned area), and also the strong correlation between seed rain and established plants in a burned areaDoutoradoDoutor em Ecologi

Estrutura e dinamica populacional de tres especies arboreas tropicais

Orientador: Flavio Antonio Maes dos SantosDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: O presente estudo descreve e compara a dinâmica e a estrutura populacional de três espécies arbóreas previamente classificadas em diferentes grupos ecológicos, sendo elas, Acacia po/yphy/la (pioneira), Piptadenia gonoacantha (secundária inicial) eAspidosperma po/yneuron (secundária tardia). O estudo foi realizado em um fragmentode floresta semidecídua na região Sudeste do Brasil. A análise dos processos dinâmicos dos indivíduos maiores que 15 cm de pap em um período de aproximadamente 11 anos, revelou diferenças entre as três espécies. Acacia apresentou uma população estável, mantida através de um balanceamento entre altíssimas taxas de mortalidade e de recrutamento e também apresentou rápido crescimento em diâmetro, mostrando-se uma espécie muito dinâmica. Piptadenia manteve uma população estável, porém, com uma pequena taxa de renovação de indivíduos, determinada por menores taxas de mortalidade e de recrutamento. O crescimento médio em diâmetro nesta espécie foi muito alto. Aspidosperma apresentou crescimento em diâmetro muito lento e foi a única espécie a apresentar declínio populacional. Este declínio esteve relacionado principalmente à deficiência no recrutamento de indivíduos nas classes acima de 15 cm de pap no período analisado. Na análise da estrutura populacional, incluindo os indivíduos jovens (menores que 15 cm de pap), a estrutura de tamanho e o padrão espacial dos indivíduos jovens foi bastante similar entre as três espécies. Além disso, a proporção entre indivíduos jovens e adultos foi praticamente a mesma para as três espécies, sugerindo que as diferenças observadas no recrutamento para as maiores classes de tamanho estejam relacionadas aos processos dinâmicos dos indivíduos jovens, ou a ciclos populacionais destas espécies. As diferenças observadas nos processos dinâmicos das três espécies, em algumas características, concorda com a classificação prévia das espécies nos respectivos grupos ecológicos. Porém, quando a dinâmica e a estrutura populacional das espécies foram analisadas em função do grau de perturbação do ambiente, não estiveram de acordo com o esperado para espécies pertencentes a estes gruposAbstract: Population dynamics and structure of three tree species previously assigned to different ecological groups were described and compared. The species were Acacia po/yphy/la (pioneer), Piptadenia gonoacantha (early secondary) and Aspidosperma po/yneuron (Iate secondary). The study was carried out at Santa Genebra Reserve, a semideciduous forest fragment in SE, Brazil. The analysis of the mortality, recruitment and growth rates of the individuais ~ 15 cm gbh for 11 years revealed striking differences between these species. Acacia showed a stable population, but was a very dynamic species with very high mortality and recruitment rates, and a rapid diameter increment. Piptadenia maintained a stable population too, but showing lower mortality and recruitment rates. The growth rates in this species were exceptionally high. Aspidosperma showed very slow growth rates and was the only species to have a population decline. This decline was essentially related to the recruitment shortage in the classes above 15 cm gbh in this period. In the structure ana/ysis inc/uding juveniles (individuais smaller than 15 cm gbh), the size structure and spatial pattern of juveniles were very similar for the three species. Furthermore the proportion between juveniles and adults was approximately the same for these species suggesting that the differences observed in the recruitment at the larger size classes was related to the dynamic processes of the juveniles or to population cycles of these species. The differences observed among these species in some characteristics of population dynamics was in accordance with the previous classification in ecologica/ groups. However, when the popu/ation dynamics and structure were analyzed as a function of environmental disturbance levei, they did not agree with the behaviour expected for these groupsMestradoEcologiaMestre em Ciências Biológica

Structure, diversity, and spatial patterns in a permanent plot of a high Restinga forest in Southeastern Brazil

We assessed the structure, diversity and distribution of tree species in a 10.24-ha permanent plot of high Restinga forest (HRF) in southeastern Brazil. We sampled 15,040 individuals belonging to 45 families, 87 genera and 116 species (density= 1,468 trees ha-1, and basal area= 28.0 m² ha-1). Mean richness was lower than other types of tropical forests and other HRFs that have been less intensively sampled, which is probably due to the younger age and hydromorphy of the soils in the study site. Tree density, basal area, species composition, and diversity all varied considerably depending on the size class considered. The studied plot had a density similar to other tropical forests but with a smaller basal area (fewer individuals > 60 cm in diameter), and higher density of smaller trees. Multi-stemmed individuals were not frequent (11% of the trees), though they were widespread among species (74% of the species). Spatial distribution was predominantly clumped, a pattern common to other types of tropical forests. Besides growing over white-sand soils, the PEIC plot and other white-sand forests of the world also had very similar patterns of community structure, richness and diversity. Therefore, we consider the HRF as a recognizable subtype of white-sand forest.Nós investigamos a estrutura, diversidade e distribuição de espécies arbóreas em uma parcela de 10,24 ha de uma floresta alta de Restinga (FAR) no Sudeste do Brasil. Nós amostramos 15.040 indivíduos pertencentes a 45 famílias, 87 gêneros e 116 espécies (densidade= 1.468 árvores ha-1, e área basal= 28,0 m² ha-1). A riqueza média foi menor que outros tipos de florestas tropicais e outras FAR amostradas em menor intensidade, provavelmente pela juventude e hidromorfia dos solos na área de estudo. A densidade, área basal, composição e diversidade arbórea variaram consideravelmente de acordo com a classe de tamanho considerada. A parcela estudada teve uma densidade similar a outras florestas tropicais, mas com menor área basal (menos indivíduos > 60 cm de diâmetro) e maior densidade de árvores pequenas. Fustes múltiplos não foram frequentes (11% dos indivíduos), mas foram comuns entre as espécies (74% das espécies). A distribuição espacial foi predominantemente agregada, um padrão comum a outros tipos de florestas tropicais. Além do substrato arenoso, a parcela estudada e outras florestas de areia branca do mundo tiveram padrões muito similares de estrutura, riqueza e diversidade. Assim, consideramos a FAR como um subtipo evidente de floresta de areia branca.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES

Forest structure in a mosaic of rainforest sites: The effect of fragmentation and recovery after clear cut

A variety of human-induced disturbances such as forest fragmentation and recovery after deforestation for pasture or agricultural activities have resulted in a complex landscape mosaic in the Una region of northeastern Brazil. Using a set of vegetation descriptors, we investigated the main structural changes observed in forest categories that comprise the major components of the regional landscape and searched for potential key descriptors that could be used to discriminate among different forest categories. We assessed the forest structure of five habitat categories defined as (I) interiors and (2) edges of large fragments of old-growth forest (>1000 ha), (3) interiors and (4) edges of small forest fragments (<100 ha), and (5) early secondary forests. Forest descriptors used here were: frequency of herbaceous lianas and woody climbers, number of standing dead trees, number of fallen trunks, litter depth, number of pioneer plants (early secondary and shade-intolerant species), vertical foliage stratification profile and distribution Of trees in different diameter classes. Edges and interiors of forest fragments were significantly different only in the number of standing dead trees. Secondary forests and edges of fragments showed differences in litter depth, fallen trunks and number of pioneer trees, and secondary forests were significantly different from fragment interiors in the number of standing dead trees and the number of pioneer trees. Horizontal and vertical structure evaluated via ordination analysis showed that fragment interiors, compared to secondary forests, were characterized by a greater number of medium (25-35 cm) and large (35-50 cm) trees and smaller numbers of thin trees (5-10 cm). There was great heterogeneity at the edges of small and large fragments, as these sites were distributed along almost the entire gradient. Most interiors of large and small fragments presented higher values of foliage densities at higher strata ( 15-20 m and at 20-25 m height), and lower densities at 1-5 m. All secondary forests and some fragment edge sites showed an opposite tendency. A discriminant function highlighted differences among forest categories, with transects of large fragment interiors and secondary forests representing two extremes along a disturbance gradient determined by foliage structure (densities at 15-20 m and 20-25 m), with the edges of both large and small fragments and the interiors of small fragments scattered across the gradient. The major underlying processes determining patterns of forest disturbance in the study region are discussed, highlighting the importance of forest fragments, independently of its size, as forests recovery after clear cut show a greatly distinct structure, with profound implications on fauna movements. (C) 2009 Elsevier BY. All rights reserved.PROB10PRONABIO/MMAPROB10PRONABIO/MMACNPq/BIRD-GEFBIRD-GEFConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)FAPESPFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP