Environmental structure and relationships in the setting of natural water springs in a Lower Highland Seasonal Forest in Brazilian South / Estrutura e relações ambientais no entorno de nascentes em uma Floresta Latifoliada Subtropical no Sul do Brasil

ABSTRACT: The aim of this research was to characterize an environmental structure in the setting of tree natural water springs in a Lower Highland Seasonal Forest, and to verify the relationship between community demography and soil variables as subsidies for species identification in riparian forest recovery programs in similar environments. The research was carried out in the National Forest of Chapecó, located in the west of the state of Santa Catarina in the southern region of Brazil. For this, three water springs were demarcated, where 26 plots of 200m² in each were allocated. All individuals with diameter at 1.30m of soil height ≥5.0cm were measured. Soil samples (0 to 20cm depth) were collected in the plots for chemical and physical analysis. To relate the abundance of the species to the edaphic variables, the Canonical Correspondence Analysis (CCA) was used. A total of 76 species belonging to 64 genera of 36 botanical families were reported in the study area. The families Fabaceae and Myrtaceae presented greater floristic richness. The edaphic variables that most influenced the distribution of the species were aluminum saturation and calcium, magnesium and potassium contents. Specific groups of indicator species were formed for each water spring. The species designated as generalists are the most recommended for the initial filling and recovery of degraded springs. Further rare species and with low density must be included after the initial recovery to increase diversity.

RESUMO: O presente trabalho teve como objetivo caracterizar a vegetação arbórea em nascentes de Floresta Latifoliada Subtropical e verificar a relação entre a demografia da comunidade e variáveis edáficas, como subsídios para indicação de espécies em programas de recuperação de florestas ciliares de ambientes similares. O trabalho foi realizado na Floresta Nacional de Chapecó, localizada no oeste do estado de Santa Catarina no sul do Brasil. Para isso, foram demarcadas três nascentes, onde foram alocadas 26 parcelas de 200m2 em cada uma. Todas as árvores com Diâmetro a Altura do Peito (DAP) ≥5,0cm a 1,30m de altura do solo foram mensurados. Coletaram-se amostras de solo (0 a 20cm de profundidade) nas parcelas para análise das propriedades químicas e físicas. Para relacionar a abundância das espécies com as variáveis edáficas utilizou-se a Análise de Correspondência Canônica (CCA). Foram encontradas na área de estudo, 76 espécies pertencentes a 64 gêneros de 36 famílias botânicas. As famílias Fabaceae e Myrtaceae apresentaram maior riqueza florística. As variáveis edáficas que mais influenciaram na distribuição das espécies foram a saturação por alumínio e os teores de cálcio, magnésio e potássio. Ocorreu a formação de grupos específicos de espécies indicadoras para cada nascente. As espécies designadas como generalistas são as mais recomendadas para a recomposição de nascentes com a função de preenchimento inicial da área. Enquanto as espécies raras e de baixa densidade devem ser incluídas após a recuperação inicial com a função de aumentar a diversidade.

Distribuição de abundância de espécies da comunidade arbórea do topo de um morro na floresta estacional subtropical / Species abundance distribution in tree community of a hill top in subtropical seasonal forest

Modelos ecológicos de distribuição de espécies (DAEs) em uma comunidade arbórea foram investigados para constatar: (i) se as variáveis ambientais são divididas de maneira estocástica e de modo similar entre as espécies; (ii) se cada espécie exaure mais da metade do nicho ecológico existente; (iii) se a comunidade arbórea possui muitas espécies com níveis intermediários de abundância e poucas espécies raras e comuns; (iv) e se, na sucessão secundária, as espécies colonizadoras tardias têm as maiores necessidades de um nicho especializado, de tal modo que são mais raras que as espécies colonizadoras iniciais. Obteve-se os dados em oito unidades amostrais de dimensões de 20m x 50m, distribuídas sistematicamente, perfazendo 0,8ha de amostra; ajustaram-se cinco modelos de DAEs (broken-stick, niche-preemption, log-normal, Zipf e Zipf-Mandelbrot) para a amostra e para as unidades amostrais; os critérios de acurácia dos modelos foram: Akaike, Bayesiano e Deviance. O modelo ecológico de DAEs que descreveu o ranking/abundância das espécies para a comunidade arbórea foi o Zipf-Mandelbrot. Os modelos ecológicos de DAEs que caracterizaram as unidades amostrais foram: niche-preemption, Zipf e Zipf-Mandelbrot. O modelo Zipf-Mandelbrot postula a colonização das espécies sob as exigências de condições ambientais prévias para o estabelecimento, assim, detecta-se uma comunidade arbórea em estágio de maturidade. Os modelos ecológicos de DAEs obtidos para as unidades amostrais, separadamente, evidenciam a disparidade da distribuição de abundância de espécies no interior da comunidade arbórea, que se interpretou como o efeito da heterogeneidade das condições e dos recursos ambientais, além de perturbações naturais, que originam um mosaico vegetacional.

Ecological Models of Species abundance distribution (SADs) of a tree community were investigated to find: (i) if environmental variables are divided stochastically and similarly between species; (ii) if each species exhausts more than half of the existing ecological niche; (iii) if the tree community has many species with intermediate levels of abundance and a few rare and common species; (iv) and if, in secondary succession, the later colonizing species have greatest needs for a specialized niche, so, they are more rare than the initial colonizers species. The data were obtained in eight sampling units with dimensions of 20m x 50m, distributed in a systematic way, totaling 0.8 ha sample; grouped in five models of SADs (broken-stick, niche-preemption, lognormal, Zipf and Zipf-Mandelbrot) for the sample of the tree community and the eight sampling units; the criteria of accuracy of the models were: Akaike, Bayesian and Deviance. The ecological model described the SADs that rank/abundance of tree species for ecological community which was the Zipf-Mandelbrot. The ecological models of SADs that characterized the eight sampling units were niche-preemption, Zipf and Zipf-Mandelbrot. The Zipf-Mandelbrot model postulates the colonization of species under the requirements of environmental preconditions for the establishment of the species, and thus detects up an arboreal community stage of maturity. The ecological models of SADs obtained for the sampling units, separately, show the disparity in the distribution of species abundance within the tree community that was interpreted as the effect of heterogeneity of conditions and environmental resources, and natural disturbances, originating a mosaic vegetation.