Functional diversity influence in forest wood stock: a study of the brazilian savanna / Influência da diversidade funcional no estoque florestal: um estudo do cerrado

Research regarding biodiversity and ecosystem services has been demonstrating a positive correlation among the ecosystem processes, such as the carbon sink into plant biomass and the quantity of carbon in natural vegetation. Nonetheless, it is hard to understand the biodiversity measurements, because they involve gene, phenotypic, population, species, community and ecosystem diversity. The functional diversity refers to the species richness and variety, their characteristics and how that affects the functioning of an ecosystem. Primary productivity is a key factor that affects the functioning of a forest ecosystem. Thus, the aim of this paper was to evaluate the influence of functional diversity on the woody volume productivity (as a proxy for primary production) in the Brazilian savanna. We used six functional characteristics, and to verify the relation between forest production and functional diversity facets, we tested many models. Regarding wood volume, the best models were the exponential and logarithmic. None of the linear models showed significant regression parameters as there was no additive relationship among the multifaceted aspects of functional diversity and wood volume. We found a positive correlation between the functional diversity and primary productivity, which can be used to forecast the effects of diversity variation on ecosystem services.

Pesquisas sobre biodiversidade e serviços ecossistêmicos tem demonstrado uma correlação positiva entre os processos do ecossistema, como a absorção de carbono pela biomassa vegetal. No entanto, é difícil entender a medida da biodiversidade, porque ela envolve a diversidade de genes, fenotípica, população, espécie, comunidade e ecossistema. A diversidade funcional ser refere a quantidade e a variedade de espécies, suas características e como isso afeta o funcionamento de um ecossistema. Produtividade primária é um fator chave que afeta o funcionamento de um ecossistema florestal. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da diversidade funcional quanto à produtividade de volume de madeira. Usamos seis características funcionais. Para verificar a relação entre a produção florestal e aspectos da diversidade funcional, testamos diversos modelos. Em relação ao volume, os melhores modelos foram os exponenciais e logarítmicos. Nenhum dos modelos lineares mostrou parâmetros significativos ou regressão, ou seja, não existe relação aditiva entre os aspectos multifacetados da diversidade funcional e o volume de madeira. Encontramos uma correlação positiva entre a diversidade funcional e a produtividade primária que permite uma melhor previsão dos efeitos das alterações da diversidade funcional sobre os serviços ecossistêmicos.

Structure and floristic relationships between Cerrado sensu stricto sites on two types of substrate in northern Cerrado, Brazil

We described and compared the floristic composition, richness, species diversity and structure of the tree-shrub component in pairs of Typical Cerrado (Cerrado Típico) and rocky outcrop Cerrado (Cerrado Rupestre) in two localities in Tocantins State. In each locality, we set up 10 plots of 20 × 50 m at a site, the Cerrado Típico and other Cerrado Rupestre, and sampled the individuals with Db30cm ≥ 5 cm. The rocky outcrop Cerrado did not present any trend towards lower richness and basal area compared to the Cerrado on deep soil. Few species occurred across the four sites and only two important species (Anacardium occidentale and Qualea parviflora) in the four vegetation structure were common to both environments assessed. Furthermore, the occurrence of habitat-specialist species of rocky outcrops and high altitudes (Mimosa claussenii, Tibouchina papyrus, Schwartzia adamantium and Wunderlichia cruelsiana) and the high dissimilarity among sites suggest that altitude is the main responsible for the floristic dissimilarity, followed by the influence of substrate type. Therefore, the information with respect to phytophysiognomy type as a parameter to select areas for conservation, by itself, does not effectively ensure biodiversity preservation, owing to the existing flora heterogeneity not only at local but also at regional scale, revealed by the floristic and structural particularity of each site.

Descrevemos e comparamos a composição florística, a riqueza, a diversidade de espécies e a estrutura do componente arbustivo-arbóreo em pares de Cerrado Típico e Cerrado Rupestre em duas localidades no Estado de Tocantins. Em cada localidade, alocamos 10 parcelas de 20 × 50 m em um sítio de Cerrado Típico e em outro de Cerrado Rupestre e amostramos os indivíduos com Db30cm ≥ 5 cm. Não identificamos tendência de que o Cerrado sobre solo raso com afloramentos rochosos tivesse riqueza e área basal inferiores ao Cerrado sobre solo profundo. Poucas espécies ocorreram nos quatro sítios e apenas duas espécies (Anacardium occidentale e Qualea parviflora) importantes para a estruturação das quatro vegetações foram comuns aos dois ambientes analisados. Aliado a isso, a ocorrência de espécies habitat-especialistas de ambientes com afloramentos rochosos e de elevadas altitudes (Mimosa claussenii, Tibouchina papyrus, Schwartzia adamantium e Wunderlichia cruelsiana) e a elevada dissimilaridade entre os sítios sugerem a altitude como principal responsável pela dissimilaridade florística, seguida pela influência do tipo de substrato. Assim, a utilização apenas da informação sobre o tipo fitofisionômico como parâmetro para escolha de áreas para conservação não garante a preservação efetiva da biodiversidade devido à heterogeneidade das floras existentes, tanto em escala local como regional, demonstrada pela particularidade florística e estrutural de cada sítio.

Florestas estacionais e áreas de ecótono no estado do Tocantins, Brasil: parâmetros estruturais, classificação das fitofisionomias florestais e subsídios para conservação / Seasonal forests and ecotone areas in the state of Tocantins, Brazil: structure, classification and guidelines for conservation

The purpose of this study was to describe the richness, structure and diversity of tree species occurring in seasonally dry forests and some ecotone areas (Seasonal Forest/Ombrophilous Forest) in the state of Tocantins (Brazil). We aimed to provide information for conservation, management, environmental compensation and restoration strategies, and discuss their phytogeography identities in relation to other Brazilian forests. We selected 22 areas in 18 hydrogeographic basins and performed an inventory of all trees species (DHB > 5 cm) occurring in 477 plots of 400 m². We conducted a classification analysis of the vegetation using the TWINSPAN method in two different scales. The first assessed the beta diversity among plots within the state of Tocantins, and the second analysed similarities between these forests and other forests ecosystems in the Cerrado ecoregion and related ecotones in Central Brazil. A wide variation of species richness (33 to 243 species), density (486 to 1179 trees.ha-1), basal area (14.04 to 37.49 m². ha-1), diversity indexes (H’ = 2.75 to 4.59) and evenness (J’ = 0.72 to 0.86) across the sites was found. Based on floristic and structural aspects, classification analyses identified four major forests types: Seasonal Deciduous Forest, Seasonal Semi-deciduous Forest, and two ecotones Seasonal Semideciduous Forest/Ombrophilous Forest and ecotone Seasonal Deciduous Forest / Ombrophilous Forest. In order to maintain plant and habitat diversity in the Amazon/Cerrado transition zone, the creation of conservation areas should be intensified using biogeographical patterns as site selection criteria.

O objetivo deste estudo foi descrever a riqueza, estrutura e diversidade de espécies arbóreas em áreas de Floresta Estacional e ecótono (Floresta Estacional/Floresta Ombrófila) no estado do Tocantins, buscando subsídios para a conservação, manejo florestal, compensação de reserva legal e recuperação ambiental, além de discutir as identidades fitogeográficas em comparação com outras florestas do Brasil. Em 18 bacias hidrográficas, conduziu-se amostragem da vegetação arbórea (DAP > 5 cm) de 22 áreas (amostras) por meio do inventário de 477 parcelas de 400 m². Foram elaboradas análises de classificação pelo método TWINSPAN, em duas escalas distintas. A primeira avaliou a diversidade beta entre as parcelas amostradas no estado do Tocantins e a segunda buscou analisar a similaridade das florestas do Tocantins em relação a outras florestas do bioma Cerrado e suas áreas de tensão ecológica. As florestas amostradas apresentaram ampla variação em termos de riqueza (33 a 243 espécies), densidade (486 a 1.179 ind.ha-1), área basal (14,04 e 37,49 m².ha-1), índices de diversidade (H´ = 2,75 a 4,59) e de equabilidade (J´= 0,72 a 0,86). As análises de classificação convergiram para resultados comuns, identificando quatro ambientes dissimilares em termos florísticos e estruturais no estado do Tocantins: Floresta Estacional Decidual, Floresta Estacional Semidecidual, ecótono Floresta Estacional Semidecidual/Floresta Ombrófila e ecótono Floresta Estacional Decidual/Floresta Ombrófila. A fim de manter a diversidade de plantas e de ambientes na região de transição Floresta Amazônica e Cerrado, sugere-se que o processo de criação de unidades de conservação no estado do Tocantins deva ser intensificado e tenha como base para seleção das áreas critérios biogeográficos.

Estrutura e composição florística da vegetação lenhosa em cerrado rupestre na transição Cerrado-Floresta Amazônica, Mato Grosso, Brasil / 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.

Florística e estrutura da vegetação arbustivo-arbórea em uma área de cerrado rupestre no parque estadual da Serra de Caldas Novas, Goiás / Floristic and structure of woody vegetation of a "cerrado rupestre" area in Serra de Caldas Novas state park, Goiás

O cerrado sentido restrito é a fitofisionomia predominante do bioma Cerrado, ocupando grandes extensões do Planalto Central brasileiro. Quando essa vegetação se desenvolve sobre Neossolos Litólicos recebe a denominação de cerrado rupestre. O conhecimento sobre as comunidades arbustivo-arbóreas deste subtipo fitofisionômico do Cerrado é muito limitado. O objetivo deste estudo foi analisar a composição florística e a estrutura da vegetação arbustivo-arbórea em uma área de cerrado rupestre localizada no Parque Estadual da Serra de Caldas Novas (PESCAN), Goiás, Brasil e comparar suas características florísticas e estruturais com aquelas de outras áreas de cerrado sentido restrito localizadas no Brasil Central. Foram amostrados todos os indivíduos com diâmetro a 30 cm do solo > 5 cm, presentes em 10 parcelas aleatórias de 20 × 50 m. A riqueza florística registrada foi de 66 espécies, distribuídas em 53 gêneros e 31 famílias botânicas. A vegetação estudada tem características florísticas e estruturais semelhantes àquelas registradas em outras áreas de cerrado sentido restrito sobre solos profundos, porém, com a presença de algumas espécies típicas de cerrado rupestre, como Schwartzia adamantium (Cambess.) Gir.-Cañas e Wunderlichia mirabilis Riedel ex Baker e algumas raras para o bioma, por exemplo, Peltogyne confertiflora (Mart. ex Hayne) Benth., Myrcia canescens O. Berg e Myrcia variabilis DC. A área basal encontrada foi relativamente elevada (12,39 m².ha-1) devido à alta densidade de indivíduos (1.357 ind.ha-1), bem como a abundância de indivíduos de grande porte, de espécies como Sclerolobium paniculatum Vogel, Pterodon pubescens (Benth.) Benth., S. adamantium e P. confertiflora. Dessa forma, o substrato raso sob o cerrado rupestre do PESCAN, não limitou o desenvolvimento da vegetação arbustivo-arbórea, nem condicionou o estabelecimento de uma flora diferenciada. No entanto, a elevada importância estrutural de poucas espécies lenhosas típicas e adaptadas aos ambientes rupestres garante certa peculiaridade florística à comunidade estudada.

The cerrado stricto sensu is the predominant phytophisiognomy of the Cerrado biome, covering large areas of the Brazilian Central Plateau. When the vegetation grows on rocky soils, it is known locally as "cerrado rupestre". Our knowledge of the tree-shrub communities of this Cerrado vegetation subtype is very limited. The aim of this study was to analyze the floristic composition and structure of tree-shrub vegetation in an area of cerrado rupestre located in the Serra de Caldas Novas State Park (PESCAN), Goiás, Brazil, and to compare the floristic and structural characteristics with those from other areas of cerrado stricto sensu located in Central Brazil. We sampled all individuals with a diameter > 5 cm at 30 cm above ground level, presented in 10 randomly plots of 20 × 50 m. The floristic richness survey revealed 66 species, distributed in 53 genera and 31 botanical families. The studied vegetation had floristic and structural characteristics similar to those recorded in other areas of cerrado stricto sensu growing on deep soils, however, there were some species typically of cerrado rupestre, such as Schwartzia adamantium (Cambess.) Gir.-Cañas and Wunderlichia mirabilis Riedel ex Baker and other less abundant characteristic species for this biome, for instance, Peltogyne confertiflora (Mart. ex Hayne) Benth., Myrcia canescens O. Berg and Myrcia variabilis DC. The total basal area was relatively high (12.39 m².ha-1) due to the high density of individuals (1.357 ind.ha-1) as well as the abundance of large individuals of species such as Sclerolobium paniculatum Vogel, Pterodon pubescens (Benth.) Benth., S. adamantium and P. confertiflora. Hence, the flat soil surface of cerrado rupestre of PESCAN did not limit the growth of wood vegetation, nor conditioned the establishment of a distinguished flora. Nevertheless, the elevated structural importance of few wood species typical and adapted of rock environments guarantee some floristic peculiarity of the community survey.