Dinâmica de uma floresta monodominante de Brosimum rubescens Taub. e comparação com uma floresta mista em Nova Xavantina-MT

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2005.Manchas de floresta monodominante de Brosimum rubescens Taub. (Moraceae) ocorrem dentre várias fisionomias de cerrado e de floresta que formam o mosaico vegetacional do Vale do Araguaia na zona de transição entre o Cerrado e a Floresta Amazônica. Analisouse a dinâmica da comunidade lenhosa de uma floresta monodominante de B. rubescens no município de Nova Xavantina-MT (14º50’47’’S e 52º08’37’’W), entre 1996 a 2004. Foram comparadas a estrutura, composição florística, características ambientais e processos biológicos (solos, nutrientes foliares, luz, serapilheira, tipos funcionais de plântulas, herbivoria e chuva de sementes) da floresta monodominante com uma floresta mista adjacente, procurando-se elucidar alguns fatores que podem estar envolvidos na monodominância de B. rubescens. Também foram avaliados a ocorrência de micorrizas e os efeitos alelopáticos em algumas espécies. Em 1996 foram estabelecidas 60 parcelas de 10x10m na floresta monodominante, onde foram amostrados os indivíduos lenhosos com diâmetro à altura do peito ≥ 5cm. Em 2001 e em 2004 efetuou-se novo levantamento da vegetação. Na floresta mista foi estabelecido o mesmo número de parcelas e o inventário da vegetação foi efetuado em 2004. Na floresta monodominante foram demarcadas subparcelas onde foi efetuado o levantamento da regeneração natural em 1997 e em 2002. Foram coletadas e analisadas amostras de solos e folhas das principais espécies. O crescimento e a repartição de biomassa das plântulas de B. rubescens foram avaliados sob diferentes níveis de sombreamento, em viveiro e na floresta. Os melhores resultados de crescimento em viveiro ocorreram sob condições intermediárias de sombreamento, sendo esta uma espécie com características heliófilas, mas que tolera ambientes sombreados. As florestas diferiram em termos de diversidade de espécies (monodominante= 43 espécies e mista= 84) e estrutura (área basal da mono= 36,7 m2 /ha e mista= 23,8 m2 /ha). Cerca de 81% das espécies da floresta monodominante ocorreram na mista, conferindo elevada similaridade florística entre elas. As principais espécies da floresta monodominante apresentaram flutuações nos parâmetros estruturais no decorrer de oito anos e B. rubescens apresentou redução na densidade e aumento na dominância, correspondendo a um processo de maturação da população. O padrão unimodal de distribuição de diâmetros desta espécie confere vantagens para o manejo sustentado. B. rubescens apresentou produção maciça de xvi sementes no auge da estação seca, um padrão episódico na regeneração natural, plasticidade com relação às diferentes condições de luminosidade e formação de um banco de plântulas, fatores que podem estar contribuindo com a manutenção da monodominância. Fatores bióticos relativos à herbivoria, alelopatia e associação com micorrizas parecem não estar relacionados com a monodominância de B. rubescens. Os solos são distróficos, ácidos, álicos e diferiam entre as florestas estudadas, exceto para P e K. A floresta mista apresentou maiores níveis de Ca e Mg. Os elevados níveis de Fe e a alta relação Mg/Ca no solo da floresta monodominante, bem como a elevada concentração de Mn nas folhas de B. rubescens (448,5mg.kg-1), com possível reflexo na serapilheira, podem ser fatores que contribuem com a monodominância desta espécie.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).Patches of a monodominant Brosimum rubescens Taub. (Moraceae) forest occur amongst various savanna and forest phytophysiognomies forming the vegetation mosaic at the Araguaia Valley in the Cerrado/Amazonia transition zone. The dynamics of a monodominant Brosimum rubescens forest in Nova Xavantina-MT (14º50’47’’S and 52º08’37’’W) municipality was studied between 1996 to 2004. Forest structure, floristic composition, environmental characteristics and biological processes (soils, foliar nutrients, light, litter, seedlings functional types, herbivory and seed rain) were studied in the monodominant forest and in a nearby mixed forest and compared to discover the factors determining the monodominance. Mycorrhizal infection and allelopathy were checked in some species. Sixty (10x10m) plots were established in 1996 at the monodominant forest where all woody individuals from DBH≥ 5cm were measured. New measurements were taken in 2001 and in 2004. A similar sampling design was conducted in 2004 at a nearby mixed forest. Natural regeneration was measured in subplots in 1997 and 2002 at the monodominant forest. Soil samples and leaves from the main species were collected for laboratorial analyses. Growth and biomass partitioning were assessed under different shade levels in a nursery and under the forest. The best growth performances were found under intermediate shading conditions suggesting that B. rubescens is a light demanding species but is plastic and the seedlings survive under shade forming a seedling bank. The monodominant and the mixed forest were different in richness (monodominant= 43 species and mixed= 84), diversity and structure (monodominant basal area= 36.7 m2 .ha-1 and mixed= 23.8 m2 .ha-1). Floristic similarity was high with 81% of the monodominant forest species occurring in the mixed forest. The structure of main species populations at the monodominant forest fluctuated over the eight-year period with B. rubescens showing a reduction of the density but increasing in basal area suggesting a maturing population. B. rubescens presented a massive seed production in the dry season, an episodic pattern of natural regeneration and a plasticity regarding light conditions allowing the formation of a persistent seedling bank, features that may favour the monodominance. Biotic factors related to herbivory, allelopathy and mycorrhiza seem unrelated to the monodominance. Soils were dystrophic, acidic with high aluminum content and differed between forests xviii except for P and K. The mixed forest was richer in Ca and Mg. The high content of Fe and the high Mg/Ca ratio in the soils of the monodominant forest plus the large B. rubescens foliar concentration of Mn (448,5mg.kg-1) that may influence the litter, can also contribute for the monodominance

Initial development and biomass allocation in seedlings of Brosimum rubescens Taub. (Moraceae) at different shading levels

Florestas monodominantes de Brosimum rubescens Taub. (Moraceae) ocorrem na zona de transição Cerrado/Amazônia e encontram-se ameaçadas pela extração da madeira. Dentre as possíveis causas de monodominância destaca-se a disponibilidade de luz, de modo que o objetivo deste trabalho foi testar os efeitos no crescimento e na assimilação de CO2 de diferentes níveis de sombreamento em condições naturais e em viveiro. Em viveiro, os tratamentos foram 0, 30, 50, 70 e 90% de sombreamento e na floresta foram avaliadas plantas jovens crescendo sob o dossel e em clareira. A taxa de assimilação de CO2 em resposta a variações na intensidade luminosa foi medida em plantas jovens sob três condições de sombreamento. As plantas que cresceram sob o dossel fechado apresentaram taxas de crescimento relativo menores do que aquelas que cresceram na clareira. Aos 21 meses, o maior valor de massa seca total (9,46 g) foi encontrado sob 50% de sombreamento, representando um acúmulo de biomassa 144% superior ao tratamento sob 90%. Em todos os tratamentos e amostragens, a partição foi massa seca da raiz > folhas > caule. A menor taxa fotossintética máxima (Amáx= 3,46 µmol m-2 s1) foi observada para 90% de sombreamento e a maior (Amáx= 7,89 µmol m-2 s-1) foi registrada sob 30% de sombreamento. Clareiras provavelmente desempenham um papel importante na manutenção da monodominância, uma vez que B. rubescens apresentou plasticidade para diferentes condições de luminosidade e maior crescimento nos níveis intermediários de sombreamento.Monodominant forests of Brosimum rubescens Taub. (Moraceae) occur at the Cerrado/Amazonia boundary and are threatened by logging. Light is considered an important determinant for monodominance in forests, so the aim of this study was to analyze initial growth at shading levels of 0, 30, 50, 70 and 90% in the nursery, in a forest gap, and also at a closed canopy site. Photosynthesis was measured in seedlings at three shading levels. Seedlings under a closed canopy showed lower relative growth rates in comparison to seedlings growing in a nearby gap. At 21 months of age, the highest total dry mass of 9.46 g was measured at 50% shading. This represents a biomass accumulation of 144% over that found at 90% shading. For all treatments in every assessment the partitioning was dry matter of roots > leaves > stems. The lowest maximum photosynthesis rate (Amax= 3.46 µmol m-2 s-1) was recorded at 90% shading and the highest (Amax= 7.89 µmol m-2 s-1) was recorded at 30% shading. Gaps seem to play an important role in maintaining monodominance since B. rubescens showed some plasticity regarding light conditions and grew better at intermediate shading levels

Biochar as substitute for organic matter in the composition of substrates for seedlings.

In this study, we tested the hypothesis that pyrogenic carbon (biochar) has properties that enable it to replace fresh organic matter (cattle manure) in seedling substrates. These properties include specific electrophysiological interactions in soil-plant media, stability and longevity. The experiment was conducted in the nursery at the State University of Mato Grosso, located in the municipality of Nova Xavantina, between April and June 2011. The experimental design consisted of randomized blocks with ten treatments and four replicates, including a commercial substrate. Linear regression analysis showed a strong positive relationship between manure treatments and number of leaves, fresh and dry biomass, diameter, height and Dickson Quality Index at 30 and 40 days after sowing (DAS), with the exception of height at 30 DAS. There was no significant relationship for biochar dosage in any assessment for these parameters. The use of substrates with different dosages of cattle manure resulted in an increase of seedling quality compared to biochar and commercial substrates. The hypothesis that biochar can be substituted for fresh organic matter and is more stable in the substrate was not supported

Structure and floristic composition of woody vegetation in cerrado rupestre in the Cerrado-Amazonian Forest transition zone, Mato Grosso, Brazil

O objetivo desse estudo foi determinar a composição florística e a estrutura da vegetação lenhosa (incluindo monocotiledôneas e lianas) em cerrado rupestre na zona de transição Cerrado-Floresta Amazônica, no Parque do Bacaba, em Nova Xavantina, MT (14º 41’ S e 52º 20’ W) e compará-las com outros estudos de cerrado sentido restrito. Foram demarcadas aleatoriamente 10 parcelas de 20 × 50 m, nas quais foram medidos os indivíduos vivos e mortos em pé com diâmetro mínimo a 30 cm do solo (DAS) ≥ 3 cm. O cerrado rupestre apresentou alta densidade (3.766 indivíduos vivos), riqueza florística (85 espécies, 67 gêneros e 34 famílias) e área basal (15,72 m2ha-1), e ainda elevado valor do índice de diversidade de espécies de Shannon-Wiener (H’ = 3,47) e equabilidade de Pielou (J = 0,78) em relação às áreas comparadas. As espécies com maior valor de importância foram Erythroxylum suberosum, Qualea parviflora, Anacardium occidentale, Kielmeyera rubriflora e Vatairea macrocarpa. A maior similaridade florística entre comunidades de cerrado típico e rupestre localizadas em áreas com menores altitudes do leste mato-grossense sugere que nessa região a proximidade geográfica e a altitude exercem influência sobre a composição de espécies, independentemente do substrato. A comunidade apresentou distribuição de alturas unimodal, predominando indivíduos de porte arbustivo com altura < 3 m e DAS < 5 cm. É sugerido aqui que estudos florísticos e fitossociológicos realizados em cerrado rupestre empreguem DAS mínimo de 3 cm e incluam espécies de monocotiledôneas e de lianas para representar de maneira mais realística a riqueza e composição de espécies e a estrutura da vegetação. A elevada riqueza e diversidade de espécies registrada no presente estudo podem estar relacionadas à posição pré-Amazônica deste cerrado rupestre, enfatizando a importância da manutenção do Parque do Bacaba no sentido de garantir a proteção de sua diversidade biológica.This study aimed to analyze the floristic composition and the structure of a savanna on rocky soil (“cerrado rupestre”) woody vegetation (including monocots and lianas) in the Cerrado-Amazon Forest transition zone located at Parque Municipal do Bacaba, Nova Xavantina, State of Mato Grosso (14º 41’ S and 52º 20’ W), and compare it with other cerrado stricto sensu studies. Ten 20 × 50 m plots were randomly established, within which all live and dead woody plants with at least 3 cm of trunk diameter at 30 cm above ground level (DSH30 ≥ 3 cm) were measured. The cerrado rupestre showed high density (3,766 live individuals), richness (85 species, 67 genera and 34 families) and basal area (15.72 m2ha-1), as well as high levels of Shannon-Wiener species diversity (H’ = 3.47) and evenness (J = 0.78) indices. The most important species were Erythroxylum suberosum, Qualea parviflora, Anacardium occidentale, Kielmeyera rubriflora and Vatairea macrocarpa. The greatest floristic similarity found between typical cerrado and “cerrado rupestre” communities from lower altitude areas of Northeastern Mato Grosso suggest that, in this region, altitude and geographical distance influence the species composition, regardless of the substrate. The community presented unimodality in the heights distribution and is mostly compounded by shrubby individuals with height < 3 m and DSH < 5 cm. We suggest that floristic and phytosociological studies conducted in “cerrado rupestre” should adopt DSH ≥ 3 cm and include monocot and liana species, so as to more realistically represent the vegetation richness, species composition and structure. The high species richness and diversity registered in this study might be related to this “cerrado rupestre” pre-Amazonian location, which emphasizes the importance of “Parque do Bacaba” maintenance as a guarantee of its biological diversity protection

Determinantes ambientais para regeneração natural de mata de galeria na transição Cerrado/Amazônia no Brasil

Foi estudada a regeneração natural e a estrutura de três seções de uma floresta de galeria no leste de Mato Grosso, Brasil (14º43′S e 52º21′W). O objetivo foi analisar a estrutura da floresta e verificar a relação entre a distribuição e abundância das espécies nos diferentes estágios de regeneração e entre as variáveis ambientais. Em cada seção de floresta foram estabelecidas, sistematicamente, 47 parcelas (10x10m) contíguas e permanentes para amostrar as árvores (CAP≥15cm). As plântulas jovens (0,01 a 1m de altura), as plântulas maiores (1,01 a 2m) e as arvoretas (de 2,01m de altura a CAP≥15cm) foram amostradas em sub-parcelas de 1x1m, 2x2m e 5x5m, respectivamente. Para cada parcela foram determinadas as propriedades do solo, projeção das clareiras, cobertura de bambus, rochosidade, declividade e profundidade do lençol freático. A relação das variáveis ambientais com as árvores e comunidades de plântulas e arvoretas foi determinada a partir de uma análise de correspondência canônica. Apesar das seções de floresta serem próximas entre si, apresentaram diferenças importantes em relação à composição florística, estrutura e variáveis ambientais. Os solos apresentaram reduzida capacidade de troca catiônica e elevados níveis de saturação de alumínio. A ocorrência de bambus e clareiras e a profundidade do lençol freático limitam a ocorrência de arvoretas e árvores. A elevada heterogeneidade estrutural em cada categoria de regeneração esteve relacionada principalmente a um gradiente de umidade, mas a fertilidade do solo (Ca+Mg) também foi determinante nas diferentes comunidades de plântulas.Natural regeneration and structure and their relationship to environmental variables were studied in three sections of a gallery forest, in Eastern Mato Grosso, Brazil (14º43′S and 52º21′W). The assumption was that natural regeneration is constrained by environmental determinants at all stages of development of the tree community. The objective was to analyse the forest structure and to verify the relationship between species distribution and abundance at different stages of regeneration and environmental variables. In each section, 47 contiguous (10x10m) permanent plots were established to sample trees (gbh≥15cm), following a systematic design. Seedlings (0.01 to 1m height), saplings (1.01 to 2m) and poles (from 2.01m height to gbh<15cm) were sampled in sub-plots of 1x1m, 2x2m and 5x5m, respectively. In each plot, soil properties, gaps projection, bamboos, rocky cover, declivity and depth of ground watertable were determined. The relationships between the environmental variables with trees and seedling communities were assessed by canonical correspondence analysis. In spite of the sections being near to each other, they presented large differences in floristics, structure and site conditions. The forest soil presented a low cation exchange capacity and a high level of Al saturation. The occurrence of bamboos and gaps and the depth of ground watertable limited the occurrence of poles and trees. The high degree of structural heterogeneity for each regeneration category was related primarily to a humidity gradient; but soil fertility (Ca+Mg) was also a determinant of seedling and sapling communities