Pollination systems and floral traits in cerrado woody species of the Upper Taquari region (central Brazil)

Plant species present flowers with varied morphological and functional features, which may be associated to pollination systems, including species pollinated by wind, beetles, moths, bees, small insects, birds, or bats. We calculated the frequencies of the pollination systems among woody species in five cerrado fragments in central-western Brazil and tested whether the pollination systems were indeed related to floral traits. We sampled 2,280 individuals, belonging to 121 species, ninety-nine of which were described in relation to all floral traits. Most species had diurnal anthesis, pale colors, and open flowers. The most frequent groups were those composed by the species pollinated by bees, small insects, and moths. A Principal Component Analysis of the species and floral traits showed that there was a grouping among species with some pollination systems, such as those pollinated mainly by beetles, moths, birds, and bats, for which inferences based on the floral traits are recommended in cerrado sites. For the species pollinated mainly by bees or small insects, inferences based on the floral traits are not recommended, due to the large dispersion of the species scores and overlapping between these two groups, which probably occurred due to the specificity absence in plant-pollinator relationships.

As espécies vegetais apresentam flores com características morfológicas e funcionais diversificadas, que podem ser associadas a sistemas de polinização, incluindo espécies polinizadas pelo vento, besouros, mariposas, abelhas, insetos pequenos, aves ou morcegos. Calculamos as freqüências dos sistemas de polinização entre as espécies lenhosas em cinco fragmentos de cerrado no Brasil central e testamos se os sistemas de polinização estavam de fato relacionados às características florais. Amostramos 2.280 indivíduos, pertencentes a 121 espécies, das quais 99 foram descritas em relação a todas as características florais. A maioria dessas espécies possuía antese diurna, cores claras e flores abertas. Os grupos mais freqüentes foram os das plantas polinizadas por abelhas, insetos pequenos e mariposas. Uma análise de ordenação das espécies e dos caracteres florais mostrou que houve agrupamentos entre as espécies com alguns sistemas de polinização, tais como as polinizadas principalmente por besouros, mariposas, aves e morcegos, para os quais inferências baseadas em características florais são recomendadas. No caso das espécies polinizadas por abelhas e insetos pequenos, inferências a partir dos caracteres florais não são recomendadas devido à grande dispersão dos escores das espécies e à sobreposição entre esses dois grupos, que ocorreram, provavelmente, devido à ausência de especificidade nas relações planta-polinizador.

Soil characteristics of a hyperseasonal cerrado compared to a seasonal cerrado and a floodplain grassland: implications for plant community structure

Savannas may be divided according to their seasonality into semi-seasonal, seasonal, hyperseasonal, or marshy savannas. Hyperseasonal savannas are characterized by the alternation of two contrasting stresses during each annual cycle, one induced by drought and fire and the other, by waterlogging. In South America, the largest savanna region is the Brazilian cerrado, in which there are few hyperseasonal areas that become waterlogged in the rainy season. The cerrado soils are generally well drained, but in central Brazil there is a small cerrado area in which the soil is poorly drained and which becomes waterlogged in the middle of the rainy season, allowing the appearance of a hyperseasonal cerrado. As long as soil is important in the ecology of the cerrado vegetation, we asked whether the waterlogging in this hyperseasonal cerrado implied that there were differences in soil characteristics in relation to a seasonal cerrado, which is not waterlogged in the rainy season, and to a floodplain grassland, which remains waterlogged throughout the year. In each environment, we randomly selected ten points, in which we collected soil samples in the mid-rainy season for chemical and granulometric analyses. For all variables, we found significant differences among the three environments, at least at one of the depths. Nevertheless, when we took into account all the variables together, we observed that the soils under the hyperseasonal and seasonal cerrados were similar and both were different to the soil under the floodplain grassland. The soil under the floodplain grassland was related to larger amounts of clay, silt, organic matter, phosphorus, aluminium, aluminium saturation, cation exchange capacity, and sum of bases, whereas soils under hyperseasonal and seasonal cerrados were related to higher pH values, base saturation, calcium, magnesium, and sand. As long as the soil under both cerrados was chemically and physically similar, the duration of waterlogging in the hyperseasonal cerrado is not long enough to alter its soil characteristics. Limitations to the plants growing on the hyperseasonal cerrado soil must be a consequence of the direct effects of flooding. Since cerrado plant species are dryland ones, the hypoxia caused by waterlogging may limit the number of cerrado species able to withstand these conditions.

As savanas podem ser divididas de acordo com a sua estacionalidade em savanas semi-estacionais, savanas estacionais, savanas hiperestacionais ou esteros. Savanas hiperestacionais são caracterizadas pela alternância de dois estresses contrastantes durante cada ciclo anual, um induzido pela seca e fogo e outro, pelo alagamento. A maior região de savana na América do Sul é o cerrado brasileiro, que apresenta poucas áreas hiperestacionais, que se tornam alagadas durante a estação chuvosa. Os solos de cerrado são geralmente bem drenados, mas há, no Brasil central, uma pequena área de cerrado em que o solo é pobremente drenado e que se torna alagada no meio da estação úmida, possibilitando o aparecimento de um cerrado hiperestacional. Como o solo é importante para a ecologia da vegetação do cerrado, nós nos perguntamos se o alagamento no cerrado hiperestacional implicava diferenças nas características edáficas em relação ao cerrado estacional, que não alaga durante a estação chuvosa, e ao campo úmido, que permanece alagado durante o ano todo. Em cada ambiente, nós sorteamos dez pontos, em que coletamos amostras de solo, no meio da estação chuvosa, para análises químicas e granulométricas. Para todas as variáveis, encontramos diferenças significativas entre os três ambientes, ao menos em uma profundidade. Não obstante, quando analisamos todas as variáveis edáficas conjuntamente, observamos que os solos sob os cerrados hiperestacional e estacional foram semelhantes e ambos foram diferentes do solo sob o campo úmido. O solo sob campo úmido relacionou-se a maiores quantidades de argila, silte, matéria orgânica, fósforo, alumínio, saturação por alumínio, capacidade de troca catiônica e soma de bases, enquanto que os solos sob cerrados hiperestacional e estacional relacionaram-se a maiores valores de pH, areia, saturação por bases, cálcio e magnésio. Uma vez que os solos sob os dois tipos de cerrado foram similares química e fisicamente, a duração do alagamento no cerrado hiperestacional não é suficiente para alterar as suas características edáficas. Limitações para as plantas crescendo no cerrado hiperestacional devem ser conseqüência dos efeitos diretos do alagamento. Como as espécies vegetais de cerrado são espécies de áreas secas, a hipoxia causada pelo alagamento pode limitar o número de espécies de cerrado que são capazes de suportar essa condição.

Vegetation structure in cerrado physiognomies in South-eastern Brazil

We studied three cerrado physiognomies (campo cerrado, a savanna woodland; cerrado sensu stricto, a woodland; and cerradão, a tall woodland) in a reserve with 1,225 ha, in Santa Rita do Passa-Quatro (21°36-38'S and 47°36-39'W), São Paulo State, South-eastern Brazil, to compare plant communities structure. As descriptors of the vegetation structure, we used richness, density, basal area, cylindrical volume, and diversity. Ten 40 m² quadrats were placed randomly in each physiognomy, in which we sampled the woody plants with stem diameter equal or larger than 1 cm (woody component), and ten 2.5 m² quadrats, in which we sampled the woody plants with stem diameter smaller than 1 cm and all the non-woody individuals (herbaceous component). In the woody component, we found significant differences among the physiognomies for richness, density and cylindrical volume. Cylindrical volume increased from campo cerrado to cerradão, but richness and density were higher in cerrado sensu stricto. In the herbaceous component, we detected differences for all variables, which were higher in the savanna physiognomies, campo cerrado and cerrado sensu stricto, than in the forest physiognomy, cerradão. Cylindrical volume was the best variable to distinguish the physiognomies. Floristic similarity followed the campo cerrado-cerrado sensu stricto-cerradão gradient, and beta diversity was higher in the herbaceous component.

Estudamos três fisionomias do cerrado (campo cerrado, cerrado sensu stricto e cerradão) em uma reserva com 1.225 ha, situada no munícipio de Santa Rita do Passa-Quatro (21°36-38'S e 47°36-39'W), Estado de São Paulo, com o objetivo de comparar a estrutura da vegetação, tanto do componente arbustivo-arbóreo quanto do herbáceo-subarbustivo. Como descritores da estrutura da comunidade, utilizamos a riqueza, a densidade, a área basal, o volume cilíndrico e a diversidade. Em cada uma das três fisionomias, lançamos aleatoriamente 10 parcelas de 40 m², em que amostramos as plantas lenhosas com diâmetro do caule no nível do solo maior ou igual a 1 cm (componente arbustivo-arbóreo), com subparcelas de 2,5 m², em que amostramos as plantas lenhosas com diâmetro do caule no nível do solo menor do que 1 cm e todas as não-lenhosas (componente herbáceo-subarbustivo). No componente arbustivo-arbóreo, encontramos diferenças significativas entre as fisionomias para a riqueza, a densidade e o volume cilíndrico. O volume cilíndrico aumentou do campo cerrado ao cerradão, enquanto a riqueza e a densidade foram maiores no cerrado sensu stricto. Para o componente herbáceo-subarbustivo, detectamos diferenças em todas as variáveis, que foram maiores nas fisionomias savânicas, campo cerrado e cerrado sensu stricto, do que nas fisionomias florestal e cerradão. O volume cilíndrico foi a melhor variável para distinguir diferenças entre as fisionomias. A similaridade florística seguiu o gradiente campo cerrado-cerrado sensu stricto-cerradão, e a diversidade beta foi maior para o componente herbáceo-subarbustivo.