Spatial distribution analysis of Dicksonia sellowiana Hook. in Araucaria forest fragments with different sizes / Análise da distribuição espacial de Dicksonia sellowiana Hook. em fragmentos de Floresta com Araucária com diferentes tamanhos

Abstract Dicksonia sellowiana Hook. (Dicksoniaceae) is target of extractive exploitation and is threatened with extinction. We analyzed the population structure, the spatial distribution pattern of D. sellowiana and its relationship with environmental parameters within three fragments of Araucaria Forest in Rio Grande do Sul, Brazil. The fragments are of different sizes, namely, large (H1LF) with 246 ha, medium (H2MF) with 57 ha and small (H3SF) with 5.2 ha. Within each site, 1 ha was delimited, divided into 100 subplots (100 m2), of which 20 were selected with a draw. In each subplot, counting of the individuals, the registration of the caudice height and the coverage of leaves (SC) (m2), measurements of photosynthetically active radiation (PAR), canopy opening degree (CO), soil moisture (SM) and litter thickness (LT). The temperature (T) was measured inside each site. A total of 792 plants were sampled, of which 551 were concentrated in H1LF, 108 in H2MF and 133 in H3SF. An average of 1320 ha-1 individuals were estimated. Of the total including the three fragments, 96.9% of the individuals are in the first class of height (up to 0.8 m), indicating a great potential of population development. The spatial distribution pattern (AI) was aggregated in the three populations and the plants presented a heterogeneous total coverage, between 4.73 m2 (H2MF) and 2,223.47 m2 (H1LF). The highest values ​​of SC and SM were more related to the distribution of individuals in H1LF whereas the opposite was recorded in H2MF. The highest values ​​of PAR, LT and CO correlated with the distribution of D. sellowiana in H3SF. In addition to revealing that the H1LF population is among the most dense in southern Brazil, the results demonstrated a significant structural distinction between the interior populations of the fragments, in spite of them being located near to one another and being part of the same natural field matrix.

Resumo Dicksonia sellowiana Hook. (Dicksoniaceae) é alvo de exploração extrativista e encontra-se ameaçada de extinção. Analisamos a estrutura populacional, o padrão de distribuição espacial de D. sellowiana e sua relação com parâmetros ambientais no interior de três fragmentos de Floresta com Araucária, no Rio Grande do Sul (RS), Brasil. Os fragmentos possuem diferentes tamanhos sendo denominados de grande (H1LF) com 246 ha, médio (H2MF) com 57 ha e de pequeno (H3SF) com 5,2 ha. No interior de cada sítio, foi demarcado 1 ha, fracionado em 100 subparcelas (100m2), das quais 20 foram sorteadas. Em cada subparcela foi feita a contagem dos indivíduos, o registro da altura do cáudice e da cobertura (SC) (m2) das folhas, as medições da radiação fotossinteticamente ativa (PAR), grau de abertura do dossel (CO), umidade do solo (SM) e espessura da serapilheira (LT). A temperatura (T) foi medida no interior de cada sítio. Foram amostradas 792 plantas, das quais 551 concentradas no H1LF, 108 no H2MF e 133 no H3SF e em média foram estimados 1320 indivíduos ha-1. Do total dos três fragmentos, 96,9% dos indivíduos estão na primeira classe de altura (até 0,8 m), indicando grande potencial de desenvolvimento das populações. O padrão de distribuição espacial (AI) foi agregado nas três populações e as plantas apresentaram uma cobertura total heterogênea, entre 4,73m2 (H2MF) e 2.223,47m 2 (H1LF). Os maiores valores de SC e de SM foram mais relacionadas com a distribuição dos indivíduos no H1LF enquanto que o contrário foi registrado no H2MF. Os maiores valores de PAR, LT e de CO relacionaram-se com a distribuição de D. sellowiana no H3SF. Além de revelar que a população do H1LF está entre as mais densas já descritas no sul do Brasil, os resultados demonstraram uma significativa distinção estrutural entre as populações dos interiores dos fragmentos com diferentes tamanhos, embora muito próximos geograficamente e inseridos em uma mesma matriz de campo natural.

Spatial distribution analysis of Dicksonia sellowiana Hook. in Araucaria forest fragments with different sizes

Abstract Dicksonia sellowiana Hook. (Dicksoniaceae) is target of extractive exploitation and is threatened with extinction. We analyzed the population structure, the spatial distribution pattern of D. sellowiana and its relationship with environmental parameters within three fragments of Araucaria Forest in Rio Grande do Sul, Brazil. The fragments are of different sizes, namely, large (H1LF) with 246 ha, medium (H2MF) with 57 ha and small (H3SF) with 5.2 ha. Within each site, 1 ha was delimited, divided into 100 subplots (100 m2), of which 20 were selected with a draw. In each subplot, counting of the individuals, the registration of the caudice height and the coverage of leaves (SC) (m2), measurements of photosynthetically active radiation (PAR), canopy opening degree (CO), soil moisture (SM) and litter thickness (LT). The temperature (T) was measured inside each site. A total of 792 plants were sampled, of which 551 were concentrated in H1LF, 108 in H2MF and 133 in H3SF. An average of 1320 ha-1 individuals were estimated. Of the total including the three fragments, 96.9% of the individuals are in the first class of height (up to 0.8 m), indicating a great potential of population development. The spatial distribution pattern (AI) was aggregated in the three populations and the plants presented a heterogeneous total coverage, between 4.73 m2 (H2MF) and 2,223.47 m2 (H1LF). The highest values of SC and SM were more related to the distribution of individuals in H1LF whereas the opposite was recorded in H2MF. The highest values of PAR, LT and CO correlated with the distribution of D. sellowiana in H3SF. In addition to revealing that the H1LF population is among the most dense in southern Brazil, the results demonstrated a significant structural distinction between the interior populations of the fragments, in spite of them being located near to one another and being part of the same natural field matrix.

Resumo Dicksonia sellowiana Hook. (Dicksoniaceae) é alvo de exploração extrativista e encontra-se ameaçada de extinção. Analisamos a estrutura populacional, o padrão de distribuição espacial de D. sellowiana e sua relação com parâmetros ambientais no interior de três fragmentos de Floresta com Araucária, no Rio Grande do Sul (RS), Brasil. Os fragmentos possuem diferentes tamanhos sendo denominados de grande (H1LF) com 246 ha, médio (H2MF) com 57 ha e de pequeno (H3SF) com 5,2 ha. No interior de cada sítio, foi demarcado 1 ha, fracionado em 100 subparcelas (100m2), das quais 20 foram sorteadas. Em cada subparcela foi feita a contagem dos indivíduos, o registro da altura do cáudice e da cobertura (SC) (m2) das folhas, as medições da radiação fotossinteticamente ativa (PAR), grau de abertura do dossel (CO), umidade do solo (SM) e espessura da serapilheira (LT). A temperatura (T) foi medida no interior de cada sítio. Foram amostradas 792 plantas, das quais 551 concentradas no H1LF, 108 no H2MF e 133 no H3SF e em média foram estimados 1320 indivíduos ha-1. Do total dos três fragmentos, 96,9% dos indivíduos estão na primeira classe de altura (até 0,8 m), indicando grande potencial de desenvolvimento das populações. O padrão de distribuição espacial (AI) foi agregado nas três populações e as plantas apresentaram uma cobertura total heterogênea, entre 4,73m2 (H2MF) e 2.223,47m 2 (H1LF). Os maiores valores de SC e de SM foram mais relacionadas com a distribuição dos indivíduos no H1LF enquanto que o contrário foi registrado no H2MF. Os maiores valores de PAR, LT e de CO relacionaram-se com a distribuição de D. sellowiana no H3SF. Além de revelar que a população do H1LF está entre as mais densas já descritas no sul do Brasil, os resultados demonstraram uma significativa distinção estrutural entre as populações dos interiores dos fragmentos com diferentes tamanhos, embora muito próximos geograficamente e inseridos em uma mesma matriz de campo natural.

Similar understorey structure in spite of edaphic and floristic dissimilarity in Amazonian forests / Similaridade na estrutura do subosque a despeito de dissimilaridades edáficas e florísticas em florestas da Amazônia

Forest structure determines light availability for understorey plants. The structure of lowland Amazonian forests is known to vary over long edaphic gradients, but whether more subtle edaphic variation also affects forest structure has not beenresolved. In western Amazonia, the majority of non-flooded forests grow on soils derived either from relatively fertile sediments of the Pebas Formation or from poorer sediments of the Nauta Formation. The objective of this study was to compare structure and light availability in the understorey of forests growing on these two geological formations. We measured canopy openness and tree stem densities in three size classes in northeastern Peru in a total of 275 study points in old-growth terra firme forests representing the two geological formations. We also documented variation in floristic composition (ferns, lycophytes and the palm Iriartea deltoidea) and used Landsat TM satellite image information to model the forest structural and floristic features over a larger area. The floristic compositions of forests on the two formations were clearly different, and this could also be modelled with the satellite imagery. In contrast, the field observations of forest structure gave only a weak indication that forests on the Nauta Formation might be denser than those on the Pebas Formation. The modelling of forest structural features with satellite imagery did not support this result. Our results indicate that the structure of forest understorey varies much less than floristic composition does over the studied edaphic difference.

A estrutura florestal determina a disponibilidade de luz para plantas do subosque. Nas planícies Amazônicas, a estrutura florestal varia com fortes gradientes edáficos. O possível efeito de variações edáficas mais sutis sob a estrutura das florestas não está resolvido. Na Amazônia ocidental, a maioria das florestas não-inundadas crescem em solos derivados de sedimentos relativamente férteis da Formação Pebas ou de sedimentos mais pobres da Formação Nauta. Nosso objetivo é comparar a disponilidade de luz e a estrutura do subosque de florestas crescendo sobre duas formações geológicas. Nós medimos a abertura do dossel e a densidade de troncos de árvores em três classes de diâmetro no nordeste Peruano, totalizando 275 pontos de estudo em florestas de terra-firme representando as duas formações geológicas. Além disso, documentamos as variações na composição florística (samambaias, licófitas e a palmeira Iriartea deltoidea) e utilizamos informações de imagens de satélite Landsat TM para modelar as características estruturais e florísticas das florestas em uma área mais ampla. A composição florística sobre as duas formações foram claramente distintas e isso também pôde ser modelado com as imagens de satélite. Já as observações de campo sobre a estrutura da floresta deram uma fraca indicação de que as florestas sobre a Formação Nauta poderiam ser mais densas do que as florestas sobre a Formação Pebas. A modelagem das caraterísticas da estrutura florestal com imagens de satélite não deram o mesmo resultado. Nossos resultados indicam que a estrutura do subosque varia muito menos do que composição florística no gradiente edáfico estudado.

Environmental variables and Piper assemblage composition: a mesoscale study in the Madeira-Purus interfluve, Central Amazonia / Efeitos de variáveis ambientais na composição da assembléia de Piper em mesoescala, no interflúvio Madeira-Purus, Amazônia Central

This study aimed to determine the effects of canopy openness, litter depth, soil cation content and texture on Piper assemblage composition at a mesoscale. Piper assemblage composition and environmental variables were inventoried in 41 0.125 ha (250 × 5 m) plots placed in a terra firme forest located in the Madeira-Purus interfluve, Central Amazonia. Ordination of the 41 plots by Non-metric Multidimensional Scaling (NMDS) in one dimension captured 58 percent of the floristic variation and was used as the response variable in multiple regression models. Environmental variables explained 39 percent of the variation in Piper assemblage composition, which was significantly related to litter depth, soil texture and canopy openness, but not to the cation content. Effects of edaphic components on plant assemblage structure have been reported for different plant groups, however the strong effect of litter depth at a mesoscale had not yet been demonstrated. We suggest that litter depth variation not only influences the structure of Piper assemblages, but also of other plant groups at a mesoscale, as this environmental variable has a direct or indirect effect on species germination and establishment.

Este estudo visou determinar o efeito da abertura de dossel, profundidade da serapilheira, cátions e textura do solo sobre a composição da assembléia de Piper em mesoescala. A composição da assembléia de Piper e as variáveis ambientais foram amostradas em 41 parcelas de 0,125 ha ( 250 × 5 m) localizadas em áreas de floresta de terra firme no interflúvio Madeira-Purus, Amazônia Central. A ordenação das 41 parcelas por NMDS em uma dimensão capturou 58 por cento da variação florística e foi usada com a variável resposta nos modelos de regressão múltipla. As variáveis ambientais explicaram 39 por cento da variação na composição da assembléia de Piper, que esteve significativamente relacionada com profundidade da serapilheira, textura do solo e abertura de dossel. O efeito de fatores edáficos sobre a estrutura de comunidades vegetais foi reportado para diferentes grupos de plantas, entretanto o forte efeito da profundidade da serapilheira em mesoescala ainda não tinha sido demonstrado. Sugerimos que a variação da profundidade da serapilheira, por ter um efeito direto ou indireto na germinação e consequente estabelecimento dos indivíduos, influencia a distribuição das espécies de Piper e provavelmente de outros grupos de plantas em mesoescala espacial.