Understory host plant and insect gall diversity changes across topographic habitats differing in nutrient and water stress in the Brazilian Amazon rainforest / Riqueza de insetos galhadores associados a habitats de sub-bosque com diferentes topografias e níveis de estresse hídrico e nutricional em uma floresta da Amazônia Central, Brasil

ABSTRACT Topographic gradients in terra firme forests are associated with pronounced changes in soil texture, soil nutrients and distance to the water-table, thereby creating different hydric and nutritional conditions for plants and their associated herbivore community. The aim of this study was to investigate galling species and host plant richness and gall species composition across topographic habitats differing in nutrient and water stress in the Brazilian Amazon rainforest. Nineteen 250 x 3 m plots were randomly sampled in the valley, slope, plateau-slope transition, and plateau habitats in terra firme forests. All individual dicotyledonous plants 1 to 3 meters high were examined for the presence of insect galls. Galling species and host plant richness differed significantly among the studied habitats and were higher in slope habitats (drier habitats), as expected. More humid areas (valleys) showed the lowest richness of galling species, and a lower number of understory host plants. PERMANOVA and PERMDISP results demonstrated that the gall species composition differed significantly in the valley, slope, plateau-slope transition, and plateau areas. However, these structural differences in species composition could be due to unequal dispersion of variability among forest habitats. Our data suggested that spatial heterogeneity, such as a mosaic of local water status and nutrient availability resulting from the topographic conditions, can affect host plants and their associated galling insects.

RESUMO As variações topográficas encontradas nas florestas de terra firme são acompanhadas por fortes mudanças no conteúdo de argila e concentração de nutrientes do solo, criando, portanto, diferentes condições hídricas e nutricionais para plantas e as comunidades de herbívoros associadas. O objetivo do presente estudo foi avaliar a riqueza e composição de espécies de insetos galhadores e suas plantas hospedeiras ao longo de um gradiente topográfico com habitats que diferem quanto ao estresse hídrico e nutricional. Dezenove parcelas de 250 x 3 m foram estabelecidos aleatoriamente em habitats de vertente, platô, transição platô-vertente e baixio, claramente distintos em áreas de terra firme. Todas as dicotiledôneas com 1 a 3 metros de altura foram examinadas quanto à presença de galhas de insetos. As galhas encontradas foram coletadas e insetos galhadores foram classificados em morfoespécies. A riqueza de galhadores e de plantas hospedeiras diferiram significativamente entre os habitats estudados, e como esperado, foi maior no habitat de vertente. As áreas mais úmidas (baixios) apresentaram menor riqueza de plantas hospedeiras no sub-bosque e, conseqüentemente, um número menor de espécies de galhadores. Os resultados das análises de PERMANOVA e PERMDISP demonstraram que a composição da espécie de insetos galhadores variou significativamente entre as áreas de floresta de terra firme. No entanto, essas diferenças estruturais na composição das espécies podem ser devidas à dispersão desigual da variabilidade entre os habitats. Nossos dados sugerem que a heterogeneidade espacial, tal como o mosaico de status hídrico e nutricional do solo associado às condições topográficas, pode afetar plantas hospedeiras e insetos galhadores associados.

Redução de esforço amostral vs. retenção de informação em inventários de pteridófitas na Amazônia Central / Sample effort reduction vs. information retention in inventories of pteridophytes in Central Amazonia

A extensa área coberta pelo domínio amazônico e os recursos financeiros limitados para estudos da biodiversidade exigem programas de pesquisa que obtenham o máximo de informação com os menores custos. Com o objetivo de avaliar as conseqüências da redução do esforço amostral sobre a retenção da informação ecológica, testou-se como diferentes larguras de parcela afetam os resultados da relação entre variação ambiental e composição da comunidade de pteridófitas da Amazônia Central. Foram feitas medidas da inclinação do terreno, abertura do dossel e do teor de argila do solo, em 37 parcelas de floresta de terra-firme. Todos os indivíduos de pteridófitas foram identificados e mapeados com relação a três faixas de amostragem. Foram testados os efeitos das variáveis ambientais sobre a composição de pteridófitas em parcelas de 250 x 2,5 m e em sub-amostras com a largura da parcela reduzida. A redução de 2,5 para 1 m na largura da parcela (60 por cento de redução no esforço amostral) correspondeu a uma redução de 24 por cento no custo do projeto, considerado os custos das excursões à campo, e a uma redução no número de espécies amostradas de 52 para 44. A redução 2,5 para 2 m na largura da parcela causou redução de apenas duas (4 por cento) nas espécies amostradas e 8 por cento no custo do projeto. Para todas as larguras testadas, a composição da comunidade esteve associada ao teor de argila e não esteve associada à inclinação do terreno. O efeito de abertura de dossel sobre a composição de espécies de pteridófitas não foi coerente entre os diferentes tamanhos de amostra. Esta incoerência deve estar relacionada à importância relativamente menor da luz sobre a estruturação da comunidade. Concluímos que as amostras com menor tamanho foram suficientemente informativas para detectar os principais gradientes de composição e sua associação aos fatores ambientais. Isso permitiria a redução nos custos totais ou alocação de mais parcelas...

The large area covered by the Amazonian domain and the limited financial support for biodiversity studies demand efficient research programs. Aiming to evaluate the consequences of reduced sampling effort on the retention of ecological information, we tested how differences in plot width affect the perceived relationship between environmental variation and the composition of the pteridophyte community in Central Amazonia. Measures of slope, canopy openness and soil clay content were taken in 37 terra-firme forest plots. All pteridophyte individuals were identified and mapped according to three sample strips. We tested the effects of environmental variables on pteridophyte composition of 250 x 2.5 meters-plots and on sub-samples of reduced width. The reduction of plot width from 2.5 to 1 m (60 percent reduction in sampling effort) corresponded to a reduction of 24 percent of the project's costs concerning field work expenses. This would reduce the number of sampled species from 52 to 44. The reduction of 20 percent plot width (from 2.5 to 2 m) would cause a reduction of two (4 percent) sampled species and a reduction of 8 percent of the costs. For all tested plot widths, community composition was associated with soil clay content and was not associated with the terrain slope. The effect of canopy openness on pteridophyte species composition was not consistent among sample sizes. These may be related to the relatively lower importance of light availability in determining community structure at the studied spatial scale. We concluded that the smallest plots were informative enough to detect the main gradients of composition and their association to environmental factors. This would allow a reduction in total costs, or the allocation of available budget to more plots, which could increase the power of the statistical analyses, reduce the confidence intervals and increase probability of detecting more species.

Structure and composition of the ground-herb community in a terra-firme Central Amazonian forest

A comunidade herbácea das florestas tropicais é pouco conhecida, havendo poucos estudos quantitativos de sua estrutura. Mesmo com esta quantidade escassa de informações, é possível afirmar que as ervas terrestres são um grupo rico, representando 14 a 40% das espécies encontradas em contagens totais de espécies em florestas tropicais. O presente estudo teve como objetivo aumentar o conhecimento sobre a estrutura e composição da comunidade de ervas terrestres e comparar as localidades para as quais há estudos similares. O estudo foi desenvolvido em uma floresta tropical não-inundada, 90 km ao norte de Manaus, AM. As ervas terrestres foram amostradas em 22 transectos de 40 m2, distribuídos em cinco plots de 4 ha. A comunidade foi composta de 35 espécies, distribuídas em 24 gêneros e 18 famílias. As angiospermas foram representadas por 8 famílias e as pteridófitas por 10 famílias. Marantaceae (12 sp) e Cyperaceae (4 sp) foram as famílias mais ricas em espécies. Marantaceae e Poaceae foram as famílias com maior abundância e cobertura. A cobertura de Marantaceae, Poaceae, Heliconiaceae e pteridófitas somou 96% de toda a cobertura herbácea, e assim estes 4 grupos foram responsáveis por quase toda a cobertura da comunidade. As 10 espécies mais abundantes somaram 83,7% dos indivíduos. Em geral as espécies mais abundantes foram também as mais freqüentes. A riqueza por transecto variou de 7 a 19 espécies, e a abundância variou de 30 a 114 indivíduos. A estrutura da comunidade foi bastante similar à encontrada em 3 outras localidades na América do Sul e uma na Ásia.