Physical and chemical properties of soils in different physiographic environments in the southern Amazonas region / Atributos físicos e químicos de solos em diferentes ambientes fisiográficos na região sul do Amazonas, Brasil

The Amazon region has a great diversity of landscapes such as forests galleries, natural fields ("Cerrados Amazônicos"), dense forest, these environments made possible the formation of a broad class of soils over time. The aim of this study was to evaluate the physical and chemical properties of soils in different physiographic environments in southern Amazonas, Brazil. Three areas of representative physiographies were selected, all of them in natural conditions: natural field / forest and floodplain / dry land transitions, and corrugated relief areas. Soil samples were collected in layers of 0.0 to 0.20 and 0.80-1.0 m. From the samples collected the following physical analyzes were performed: particle size, bulk density, particle density, total porosity and saturated hydraulic conductivity; and chemical: exchangeable calcium, magnesium, aluminum and potassium available, phosphorus, potential acidity, pH and organic carbon. Based on the results of chemical analysis were calculated the sum of bases and base saturation. The results were submitted to multivariate statistics analysis, at the discretion of the principal component analysis (PCA). From the results it is clear that different physiographic environments studied influence the formation of different soil classes, featuring the diversity of Amazonian soils. The PCA allowed the distinction and formation of differentsimilarity groups, thus enabling to relate the physical and chemical properties with the physiographic formation in which they are inserted.

A região amazônica possui uma grande diversidade de paisagens, como galerias de florestas, campos naturais (Cerrados Amazônicos), floresta densa, possibilitando a formação de uma ampla classe de solos ao longo do tempo. O objetivo deste estudo foi investigar as propriedades físicas e químicas de solos em diferentes ambientes fisiográficos no sul do Amazonas, Brasil. Três áreas de fisiografias representativas foram selecionadas, todas em condições naturais: campo natural / floresta e transições de várzea / terra firme e áreas de relevo corrugado. Amostras de solo foram coletadas em camadas de 0,0 a 0,20 e 0,80-1,0 m. Das amostras coletadas foram realizadas as seguintes análises físicas: tamanho de partícula, densidade do solo, densidade de partículas, porosidade total e condutividade hidráulica saturada; e químico: cálcio trocável, magnésio, alumínio e potássio disponíveis, fósforo, acidez potencial, pH e carbono orgânico. Com base nos resultados da análise química foram calculados a soma das bases e saturação por bases. Os resultados foram submetidos à análise estatística multivariada, a critério da análise de componentes principais (PCA). A partir dos resultados, percebe-se que diferentes ambientes fisiográficos estudados influenciam a formação de diferentes classes de solos, caracterizando a diversidade de solos amazônicos. O PCA permitiu a distinção e formação de diferentes grupos de similaridade, permitindo relacionar as propriedades físico-químicas com a formação fisiográfica em que estão inseridos.

Floristic composition and similarity of 15 hectares in Central Amazon, Brazil

The Amazon region is one of the most diverse areas in the world. Research on high tropical forest diversity brings up relevant contributions to understand the mechanisms that result and support such diversity. In the present study we describe the species composition and diversity of 15 one-ha plots in the Amazonian terra firme dense forest in Brazil, and compare the floristic similarity of these plots with other nine one-ha plots. The 15 plots studied were randomly selected from permanent plots at the Embrapa Experimental site, Amazonas State in 2005. The diversity was analysed by using species richness and Shannon’s index, and by applying the Sorensen’s index for similarity and unweighted pair-group average (UPGMA) as clustering method. Mantel test was performed to study whether the differences in species composition between sites could be explained by the geographic distance between them. Overall, we identified 8 771 individuals, 264 species and 51 plant families. Most of the species were concentrated in few families and few had large number of individuals. Families presenting the highest species richness were Fabaceae (Faboideae: 22spp., Mimosoideae: 22spp.), Sapotaceae: 22spp., Lecythidaceae: 15 and Lauraceae: 13. Burseraceae had the largest number of individuals with 11.8% of the total. The ten most abundant species were: Protium hebetatum (1 037 individuals), Eschweilera coriacea (471), Licania oblongifolia (310), Pouteria minima (293), Ocotea cernua (258), Scleronema micranthum (197), Eschweilera collina (176), Licania apelata (172), Naucleopsis caloneura (170) and Psidium araca (152), which represented 36.5% of all individuals. Approximately 49% of species had up to ten individuals and 13% appeared only once in all sampled plots, showing a large occurrence of rare species. Our study area is on a forest presenting a high tree species diversity with Shannon’s diversity index of 4.49. The dendrogram showed two groups of plots with low similarity between them (less than 0.25), and the closer the plots were one to another, more similar in species composition (Mantel R=0.3627, p<0.01). The 15 plots in our study area share more than 50% of their species composition and represent the group of plots that have the shortest distance between each other. Overall, our results highlight the high local and regional heterogeneity of environments in terra firme forests, and the high occurrence of rare species, which should be considered in management and conservation programs in the Amazon rainforest, in order to maintain its structure on the long run. Rev. Biol. Trop. 59 (4): 1927-1938. Epub 2011 December 01.

La región amazónica es una de las más diversas áreas del mundo. Los estudios sobre la gran diversidad de bosques tropicales generan contribuciones relevantes en la comprensión de los mecanismos que originan y apoyan tal diversidad. En el presente estudio se describe la composición de las especies y la diversidad de 15 parcelas de una hectárea en el bosque denso amazónico terra firme en Brasil, y compara la similitud florística de estas parcelas con otras nueve parcelas de una hectárea. Las 15 parcelas estudiadas fueron seleccionadas al azar, en el 2005, de parcelas permanentes en el sitio experimental de Embrapa, Estado de Amazonas. La diversidad fue analizada utilizando la riqueza de especies y el índice de Shannon, así como el índice de Similitud de Sorensen; y como método de agrupación se utilizó el promedio no ponderado por grupo (UPGMA). La prueba de Mantel se llevó a cabo para estudiar si las diferencias en la composición de especies entre los sitios podrían ser explicadas por la distancia geográfica entre ellos. En general, se identificaron 8 771 individuos, 264 especies y 51 familias de plantas. La mayoría de las especies se concentraron en pocas familias y pocas tenían un gran número de individuos. Las familias que presentaron la mayor riqueza de especies fueron: Fabaceae (Faboideae: 22spp, Mimosoideae: 22spp), Sapotaceae: 22spp, Lecythidaceae: 15 y Lauraceae: 13. Burseraceae tuvo el mayor número de individuos con un 11.8% del total. Las diez especies más abundantes fueron: Protium hebetatum (1 037 individuos), Eschweilera coriacea (471), Licania oblongifolia (310), Pouteria minima (293), Ocotea cernua (258), Scleronema micranthum (197), Eschweilera collina (176), Licania apelata (172), Naucleopsis caloneura (170) y Psidium araca (152), que representó un 36.5% de todos los individuos. Aproximadamente en el 49% de las especies se encontraron hasta diez individuos, mientras que el 13% de las especies apareció sólo una vez en todas las parcelas de muestreo, lo que demuestra una alta presencia de especies raras. La zona de estudio se encuentra en un bosque con alta diversidad de especies de árboles, con un índice de diversidad de Shannon de 4.49. El dendrograma mostró dos grupos de parcelas con baja similitud entre ellas (menos de 0.25), y entre más cercanas las parcelas, más similares en composición de especies fueron (Mantel R=0.3627, p<0.01). Las 15 parcelas en nuestra área de estudio compartieron más del 50% de su composición de especies y representaron el grupo de parcelas con la menor distancia entre ellas. En general, nuestros resultados ponen de manifiesto la alta heterogeneidad local y regional de los ambientes de los bosques de terra firme, y la gran concurrencia de especies raras, lo cual debe ser considerado en los planes de manejo y conservación de la selva amazónica, con el fin de mantener su estructura a largo plazo.

Produtividade de quatro espécies arbóreas de Terra Firme da Amazônia Central / Productivity of four Terra Firme tree species of Central Amazonia

A análise da produtividade individual de espécies permite descrever o comportamento das mesmas em ecossistemas florestais. O objetivo deste trabalho foi analisar a produtividade de quatro espécies arbóreas em um período de seis anos (2000-2006) em uma área de terra firme na região de Manaus, AM. A produtividade foi estimada indiretamente por meio da utilização de equações alométricas individuais geradas e dados de inventários florestais. Foram selecionadas Pouteria reticulata Eyma (Sapotaceae), Micrandra siphonioides Benth. (Euphorbiaceae), Protium hebetatum Daly (Burseraceae) e Eschweilera wachenheimii Sand (Lecythidaceae) por apresentarem alto índice de valor de importância na área. As equações foram geradas a partir de um arquivo de dados; devido ao reduzido número de indivíduos por espécie foi necessária a utilização de um método não paramétrico, sendo escolhido o "Jackknife". As equações foram aplicadas às árvores das espécies selecionadas localizadas em duas parcelas permanentes com as informações dos inventários florestais dos anos de 2000, 2002, 2004 e 2006. Os resultados mostram indícios de confiabilidade do método, as equações geradas apresentaram altos valores de coeficiente de determinação (R² > 0,93) e baixos valores de erro padrão da estimativa (s y.x < 0,692), evidenciando sua consistência e precisão. As taxas de produtividade foram específicas para cada espécie, entretanto, o padrão de produtividade das espécies E. wachenheimii, P. reticulata e P. hebetatum foram semelhantes, diferindo da M. siphonioides. A maior produtividade se refere à espécie M. siphonioides e a menor à P. hebetatum. A variação da produtividade intra-específica foi superior à variação inter-específica, com P. reticulata apresentando o maior coeficiente de variação.

Individual productivity analysis of species helps describe their comportment in forest ecosystems. The objective of this work was to analyze the productivity of four tree species during a period of six years (2000-2006) in a "terra firme" area near Manaus, Amazonas. The productivity was indirectly estimated by using individual allometric equations along with data from a continuous forest inventory. The following species were selected for this study: Pouteria reticulata Eyma (Sapotaceae), Micrandra siphonioides Benth. (Euphorbiaceae), Protium hebetatum Daly (Burseraceae) and Eschweilera wachenheimii Sand (Lecythidaceae). These were selected because they presented a very high importance value index in the area. The raw data used to developed specific equations were taken from an existing set of data. Samples for each species numbered less than 30 individuals; for this reason, "Jackknife" was used. The "jackknifed" equations were used to estimate aboveground biomass of individuals which occurred in two permanent sample plots measured in 2000, and re-measured in 2002, 2004 and 2006. The "jackknife" method was consistent and reliable, with high and significant determination coefficients (r² > 0,93) and low values of standard error of estimates (sy.x < 0,692). The productivity rates of E. wachenheimii, P. reticulata e P. hebetatum were similar, different from M. siphonioides. The highest productivity was reported for M. siphonioides, and the lowest for P. hebetatum. The intra-specific productivity variability was superior to the inter-specific, with P. reticulata showing the highest variability coefficient.

Composição e diversidade florístico-estrutural de um hectare de floresta densa de terra firme na Amazônia Central, Amazonas, Brasil / Composition and floristic-structural diversity of a hectare of terra firme dense forest in Central Amazonia, Amazonas, Brazil

Foram inventariadas todas as árvores, lianas e palmeiras com DAP > 10 cm de um hectare (dois transectos paralelos de 500 x 10 m) de floresta densa de terra firme sobre platô de Latossolo, 90 km a nordeste de Manaus (02º35'45" S e 60º12'40" W). A fitofisionomia local é exuberante e homogênea, com grande número de árvores altas e finas. Foram encontrados 670 indivíduos distribuídos em 48 famílias, 133 gêneros e 245 espécies. Do total amostrado, 70 por cento ou 467 indivíduos apresentaram DAP < 22,1 cm. Abarema mataybifolia (Sandw.) Barneby & Grimes, Leonia glycycarpa Ruiz & Pav., Swartzia reticulata Ducke e Aspidosperma oblongum A. DC., foram as únicas espécies a apresentarem valores superiores a 90 cm de DAP. Fabaceae, Sapotaceae e Lecythidaceae constituíram as três famílias com maior riqueza de espécies e maiores índices de valor de importância aos níveis de família e espécie. Os índices de diversidade (H" = 5,1) e de equitabilidade (E" = 0,92), ambos de Shannon-Wiener, indicam que a floresta é bem diversificada, com uma abundância relativamente uniforme das espécies. Nesse ambiente florestal, as espécies não tem distribuição espacial uniforme, porém, quanto menor a distância geográfica entre as subparcelas, maior sua similaridade florística (teste de Mantel, p<0,001).

To investigate the composition and floristic diversity of one hectare of a dense forest on a terra firme oxisol plateau, 90 km from the Manaus (02º35"45" S e 60º12"40" W), all trees, lianas and palm trees with diameter at breast height (DBH) > 10 cm were inventoried along two parallel transects of 500 x 10 m. The landscape is vegetationally exuberant and homogeneous, with a large quantity of tall slender trees. A total of 670 individuals in 48 families, 133 genera and 245 species were registered in this floristic inventory. 467 of the plants sampled exhibited DBH < 22.1 cm, representing 70 percent of the total. Abarema mataybifolia (Sandw.) Barneby & Grimes, Leonia glycycarpa Ruiz & Pav., Swartzia reticulata Ducke and Aspidosperma oblongum A. DC. were the species with DBH > 90 cm. Families with greatest species richness and importance value were Fabaceae, Sapotaceae and Lecythidaceae. The Shannon-Wiener diversity (H" = 5.1) and evenness (E" = 0.92) indices suggest that the forest environment is very diversified, but with a relative uniformity of species. However, a uniform spatial distribution of the species in this forest environment was not observed. According to Mantel"s test (p < 0.001), the highest floristic similarity is a function of geographic proximity among suplots.

Composição florística e parâmetros estruturais de um hectare de floresta densa de terra firme no rio Uatumã, Amazônia, Brasil

An area of terra firme dense forest in the Uatumã River basin, county of São Sebastião, Amazonas, Brazil (2º 20' 04" S and 58º 45' 26" W) was surveyed. The floristic composition, richness of species, and structural parameters of the vegetation were studied. A survey of one hectare was carried out by using a transect of 10 1000 m, divided in 20 plots of 10 50 m, where every individual with a diameter at breast height (DBH) 10 cm was measured, including trees, lianas and palms. The understory stratum was studied by using small plots of 2 2 m, according to the size category criterion. Structural parameters were assessed through the Importance Value Index (IVI) of the species, the number of individuals per class of diameter, and the biological spectrum of the understory stratum. A total of 741 individuals (with DBH 10 cm) were recorded, distributed in 46 families, 118 genera and 145 species. Families with the greatest number of species were Leguminosae sensu lato (33), Myrtaceae (8) and Lauraceae (7), representing 33% of the total recorded individuals. Protium apiculatum and Eschweilera coriacea were the species with higher IVI (22.4 and 17.6 respectively), representing 15% of the total IVI. These two species presented more uniform distributions and greatest number of individuals in the area. The understory stratum was composed of a high proportion (28.7%) of individuals, corresponding to 25.4% of total species, which have their whole life circle in this stratum. Therefore, these species should not be included as part of forest regeneration, as practiced by many projects of forest management.

Foi inventariada uma área de floresta densa de terra firme no rio Uatumã, município de São Sebastião, Estado do Amazonas (2º 20' 04" S e 58º 45' 26" W), objetivando estudar a composição florística, riqueza de espécies e parâmetros estruturais da vegetação. Executou-se o levantamento de um hectare, empregando-se um transecto de 10 1000 m, dividido em 20 parcelas de 10 50 m, onde mensuraram-se todos os indivíduos com DAP > 10 cm, incluindo árvores, cipós e palmeiras. O estrato inferior foi abordado em pequenas parcelas de 2 2 m, obedecendo o critério de categoria de tamanho. Os parâmetros estruturais foram avaliados por meio do IVI (índice de Valor de Importância) das espécies, número de indivíduos por classe de diâmetro e espectro biológico do estrato inferior. Foram registrados 741 indivíduos (com DAP 10 cm), distribuídos em 46 famílias, 118 gêneros e 145 espécies. As famílias com maior número de espécies foram Leguminosae sensu lato (33), Myrtaceae (8) e Lauraceae (7), representando 33% do total de indivíduos registrados. Protium apiculatum e Eschweilera coriacea foram as espécies com maior IVI (22,4 e 17,6 respectivamente), representando 15% do total. Estas duas espécies foram as que apresentaram maior uniformidade de distribuição e maior número de indivíduos na área. O estrato inferior é composto de alta proporção de indivíduos (28,7%), cujas espécies representam 25,4% do total de espécies registradas que têm seu ciclo de vida neste estrato. Portanto, estas espécies não podem ser incluídas como parte da regeneração florestal, como é considerada por muitos projetos de manejo florestal.