Effects of soil and space on the woody species composition and vegetation structure of three Cerrado phytophysiognomies in the Cerrado-Amazon transition / Efeito do solo e do espaço sobre a composição de espécies lenhosas e estrutura da vegetação de três fitofisionomias de Cerrado na transição Cerrado-Amazônia

Abstract The Cerrado Biome is considered one of the world's biodiversity hotspots because of its rich biodiversity, the high level of endemism and the increasing threat. The Cerrado is composed by a mosaic of different vegetation types, including physiognomies that vary from grasslands (campo limpo) to savannas (typical cerrado or cerrado sensu stricto) and cerrado woodlands (cerradão). However, the factors that determine the composition of the Cerrado's flora and the structure of the physiognomies that compose this biome are still poorly understood. Here, we investigate the influence of the chemical and granulometric properties of the soil and the effect of geographic distance on the occurrence and abundance of woody species in three Cerrado phytophysiognomies - cerrado woodland (cerradão), dense cerrado savanna and typical cerrado savanna - in the Cerrado-Amazon transition. We tested the hypothesis that the edaphic characteristics and geographic space determine the species composition and the structure of the woody vegetation of these three phytophysiognomies. We demonstrate that the dissimilarities in the structure and composition of the three sites were determined more by space (13% of explanation) than edaphic properties (1%), but primarily by the interaction between these two factors (26%). We conclude that, in situations where the chemical and granulometric properties of the soil are relatively homogeneous, as we found in the present study, geographic distance between sites has a greater influence than variation in the substrate's properties on modelling the occurrence and abundance of the woody plant species in the Cerrado.

Resumo O Bioma Cerrado é considerado um dos "hotspots" mundiais de biodiversidade devido à rica biodiversidade que abriga, ao elevado nível de endemismo e à eminente ameaça. O Cerrado é composto por um mosaico de diferentes tipos de vegetação e inclui fisionomias que variam desde áreas predominantemente graminosas (campo limpo) a savanas (cerrado típico ou cerrado sensu stricto) e florestas (cerradão). Entretanto, os fatores que determinam a composição da flora do Cerrado e a estrutura das fisionomias que o compõem ainda são pouco compreendidas. Aqui, nós avaliamos a influência das propriedades químicas e granulométricas do solo e da distância geográfica sobre a ocorrência e abundância de espécies lenhosas em três fitofisionomias do Cerrado - cerradão (CO), cerrado denso (DC) e cerrado típico (TC) - na transição Cerrado-Amazônia. Nós testamos a hipótese de que as características edáficas e o espaço determinam a composição florística e a estrutura da vegetação lenhosa das três fitofisionomias. Nós demostramos que a dissimilaridade florístico-estrutural entre os três sítios foi mais determinada pelo espaço (13% da explicação) do que pelas propriedades edáficas (1%) e principalmente pela interação entre solo e espaço (26%). Concluímos que, em locais onde as propriedades químicas e granulométricas dos solos são relativamente homogêneas, como no presente estudo, a distância geográfica entre sítios tem mais efeito do que o substrato sobre a ocorrência e abundância de espécies lenhosas de Cerrado.

Liana species composition differs, in spite of trait similarities, in two adjacent forest types in Central Brazil

Abstract:In the Parana basin, the Serra de Maracaju juxtaposes the Seasonal Dry Forest and the cerradão (a phytophysiognomy of Cerrado), two distinct vegetation types that differ in canopy height, tree density, and composition of the understory. In the same way, these differences may be reflected in the composition of climbing plant species found in these two forest types. Thus, in this study we compared the climbing species in two forest fragments of Serra de Maracaju to understand: (1) Are species richness and floristic composition of climbing plants similar in cerradão and seasonal deciduous forest?, (2) What degree of floristic compositional difference exists between the two vegetation types?, (3) Do the two vegetation types differ significantly in climbing mechanisms, life forms, and dispersal syndromes represented among climbing species? For this, we established and sampled four plots per forest type over 24 months. Species were identified and each one classified, based on three discrete traits. Proportional differences were analyzed using chi-square tests. Our results showed that species richness and floristic composition of climbing plants in the cerradão and the seasonal deciduous forest were not similar. Climber species richness in cerradão was 37 while in the seasonal deciduous forest it was 31; they share only 13 species. Four families, Dioscoreaceae, Fabaceae, Malpighiaceae, and Sapindaceae, included over 60 % of the climbing species. The morphological traits most common in both forest types were herbaceous life form, apical twining mechanism, and wind dispersal. Dioscoreaceae was found to be the dominant family, but is the first time to be reported for this condition in Brazil. Bignoniaceae and Passifloraceae ocurred only in the cerradão, and Asteraceae and Combretaceae in the seasonal deciduous forest; some species were found exclusively in a type of forest. Floristic composition of the cerradão and seasonal deciduous forest fragments were substantially different, in spite of physical proximity. However, their climbing species are not statistically distinct in morphological characteristics, possibly due to uniform climatic conditions and the similarity of species because of a shared ancestry (similar families). Rev. Biol. Trop. 65 (3): 1215-1225. Epub 2017 September 01.

Resumen:La Serra de Maracaju yuxtapone los distintos tipos de vegetación de la floresta seca estacional y del cerradón (la fitofisiognomía del cerrado). Los dos tipos de vegetación son distintos en altura de copa, densidad de árboles y composición del sotobosque. Estas diferencias deben reflejarse en la composición de especies de plantas trepadoras que se encuentran en los dos tipos de bosque. Especies trepadoras de dos fragmentos forestales de la Serra de Maracaju han sido comparadas para responder: (1) ¿La riqueza de especies y composición florística de trepadoras es similar en el cerradón y en la floresta estacional decidua? (2) ¿Cuáles especies distinguen los dos tipos vegetacionales de otros? (3) ¿Los dos tipos vegetacionales difieren significativamente en mecanismo de ascensión, formas de vida y síndrome de dispersión en las especies trepadoras? Cuatro parcelas por tipo de floresta han sido muestreadas durante 24 meses. Las especies fueron identificadas y caracterizadas en tres rasgos discretos. Las diferencias proporcionales fueron analizadas usando el test chi-cuadrado. La riqueza y composición florística de trepadoras no fue similar en las dos formaciones: 37 especies en el cerradón y 31 en la floresta estacional decidua, con 13 especies compartidas. Dioscoreaceae, Fabaceae, Malpighiaceae y Sapindaceae corresponden al 60 % de las especies trepadoras. Las formaciones poseen características comunes como la forma de vida herbácea, el mecanismo de ascensión voluble y la anemocoria. La familia predominante fue Dioscoreaceae, no prevalente en estudios en Brasil. A pesar de la proximidad geográfica, la composición florística de los fragmentos de cerradón y de la floresta estacional decidua difiere substancialmente. Las características morfológicas de las especies no difieren estadísticamente, posiblemente por las condiciones climáticas uniformes y la fuerte similitud entre las composiciones florísticas de las familias.

Caracterização da flora e estrutura do estrato arbustivo-arbóreo de um cerrado no Pantanal de Poconé, MT / Characterization of the flora and structure of the shrub-tree layer in a cerrado area in Pantanal do Poconé, MT

In wetlands as the Pantanal, the floristic composition and community structure respond primarily to the flood pulse and, in order to understand the species that enter this biome, these plant communities need to be floristically and structurally described. Therefore, the objectives of this paper are characterize floristic composition and vegetation structure on a cordilheira (paleolevees), in the Pirizal region, Nossa Senhora do Livramento County, MT; define the type of vegetation and determine whether there is a greater floristic similarity degree between the object of this study and other cerrado s.s. or cerradão areas in Central Brazil. 102 contiguous plots of 20 x 5 m were distributed systematically arranged in six transects towards edge-center-edge cordilheira, thus having a total area of 1,02 ha. For sampling purposes, only individuals with entire stem DBH > 3 cm including dead trees and palms. 82 different species of trees and shrubs were identified, which in turn were spread in 63 genera, 32 families and one unidentified species. Being 37 species characteristics of areas with cerradão, 19 of cerrado s.s., nine distributed both in areas of cerradão and in cerrado s.s., and 10 percent belonging to the Pantanal wetland environments. Comparing the studied area with other communities across the DCA, the results indicated the existence of two floristic groups relatively distinct, the first formed by areas composed of cerrado s.s. and the second by cerradões areas. Among the areas formed by cerradões, there was a separation of the sampled areas in the region of the Pantanal (wetlands) those occurring elsewhere in the Centro-Oeste (dry land). The vegetation on cordilheira showed greater floristic and structural relationship with cerradões than with cerrado s.s. of west center region of Brazil, and may thus be characterized as a vegetation type of cerradão. The savannas of the Pantanal had a lower floristic relationship with other regions of the Centro-Oeste, this floristic heterogeneity may be related to the flood pulse which acts as a filter for most species in other areas of the Planalto Central.

Em áreas úmidas, como o Pantanal, a composição florística e estrutura comunitária respondem principalmente ao pulso de inundação. E para o entendimento das espécies que adentram esse bioma, essas comunidades de plantas precisam ser descritas florística e estruturalmente. O presente estudo teve como objetivos: caracterizar a composição florística e a estrutura da vegetação sobre uma cordilheira na região do Pirizal, Município de Nossa Senhora do Livramento ,MT; definir o tipo de vegetação e determinar se há maior grau de semelhança florística entre a vegetação estudada com outras áreas de cerrado s s. ou de cerradão do Centro-Oeste brasileiro. Foram alocadas 102 parcelas contíguas 20 x 5 m distribuídas sistematicamente em seis transecções dispostas no sentido borda-centro-borda da cordilheira, totalizando 1,02 ha de área amostrada. Mediram-se os indivíduos com DAP >3 cm, incluindo mortos e palmeiras. Foram identificadas 82 espécies arbustivo-arbóreas, distribuídas em 63 gêneros, 32 famílias e uma espécie indeterminada. Sendo 3 espécies características de áreas com cerradão; 19 do cerrado s.s., nove distribuídas tanto em áreas de cerradão quanto em cerrado s.s., e 10 por cento que pertencem a ambientes inundáveis no Pantanal. Comparando a área de estudada com outras comunidades através da DCA, os resultados indicaram a existência de dois grupos florísticos relativamente distintos, o primeiro formado por áreas compostas por cerrado s.s. e o segundo por áreas com cerradão. Entre as áreas formadas por cerradões, ocorreu uma separação das áreas amostradas na região do no Pantanal (áreas inundáveis) daquelas que ocorrem em outras localidades do Centro-Oeste (áreas secas). A vegetação estudada sobre cordilheira apresentou maior relação florística e estrutural com os cerradões do que com os cerrados s.s. do Centro-Oeste, podendo, dessa forma, ser caracterizada como uma fitofisionomia de cerradão. Os cerrados do Pantanal apresentaram menor relação florística com os de outras regiões do Centro-Oeste, essa heterogeneidade florística pode estar relacionada ao pulso de inundação que atua como filtro para a maioria das espécies das outras áreas do Planalto Central.

Produção de serrapilheira no Cerrado e Floresta de Transição Amazônia-Cerrado do Centro-Oeste Brasileiro / Litterfall production in the Brazilian mid-western Amazonia-Cerrado transition forest

O presente trabalho teve como objetivo verificar a variação da produção de serrapilheira de diferentes biomas: Cerrado (com as fitofisionomias Cerrado sensu stricto e Cerradão) e Floresta de Transição Amazônia-Cerrado, em clima tropical. Para a determinação da produção de serrapilheira foram utilizados coletores de tela em náilon. Dados micrometereológicos foram coletados nas áreas de estudo. A produção de serrapilheira nos dois biomas mostrou acentuada sazonalidade, com as maiores produções ocorrendo durante a estação seca e menor durante a estação chuvosa. A maior produção de serrapilheira ocorreu na Floresta de Transição, seguida do bioma Cerrado. A fração de folhas foi mais representativa do que as frações de galhos, flores, frutos em ambas as áreas estudadas.

The objective of the present work was to verify the variation of litterfall production of different biomass: a cerrado ("savanna") with vegetation types Cerrado sensu stricto ("orchard-like vegetation") and Cerradão ("woodland-like vegetation") and Amazonia-Cerrado transition forest in a tropical climate. To determine the litterfall production, we used nylon screen traps. Micrometereologic data was collected in both areas of study. The litterfall in two biomass revealed themselves as seasonal, with the highest productions occurring during the dry season and the lowest during the wet. The biggest litterfall occurred in the Transition Forest, followed by the Cerrado biome. Leaf fraction was more representative than twigs, flowers, fruits in both areas studied.

Twenty years of post-fire plant succession in a "cerrado", São Carlos, SP, Brazil

Secondary succession in degraded areas is little studied, especially where long-term observation of evolutionary processes is concerned. The aim of this work was to follow the qualitative and quantitative changes in vegetation throughout the regeneration process after fire in a cerrado with forest physionomy. The area under study is a reserve on CPPSE-EMBRAPA's farm, São Carlos region of São Paulo State, Brazil. In 1981, an especially destructive fire eliminated the aerial part of the vegetation and litter. From that time, the vegetation in three permanent quadrats of 2 x 20 m was recorded for twenty years. The results demonstrated the rapid growth of herbs, shrubs, climbers and trees successively, with a great species richness and, after a certain time, a decline in density at a rate similar to the initial recovery. Both the soil seed bank and sprouting subterranean organs played important parts in the recovery of the vegetation. Three phases were observed in the plant succession: plant growth, followed by intraspecific competition with a reduction in the number of individuals and finally interspecific competition with the disappearance of some species from the quadrats. The different populations behaved similarly and the rise and fall in density of each species over time reflected their ecological role.

A sucessão secundária em áreas degradadas é pouco estudada, principalmente em relação ao acompanhamento dos processos evolutivos por longo período. O objetivo deste trabalho foi de verificar as mudanças qualitativas e quantitativas da vegetação durante o processo de regeneração após fogo em um cerrado com fisionomia de cerradão. A área estudada pertence a uma reserva institucional da CPPSE EMBRAPA, São Carlos, SP, Brasil. No ano de 1981 ocorreu um incêndio de proporções elevadas eliminando todo o folhedo e o dossel. O acompanhamento foi realizado em três parcelas fixas de 2 x 20 m ao longo de vinte anos. Os resultados demonstraram um rápido estabelecimento de indivíduos sucessivamente com plantas herbáceas, arbustivas, lianas e arbóreas, uma grande riqueza em espécies e, depois de determinado tempo, uma regressão em densidade na mesma ordem de estabelecimento. O banco de sementes do solo e o rebrotamento subterrâneo tiveram papel importante na recuperação da vegetação. No processo sucessional ocorreram três fases sucessivas: estabelecimento de plantas; competição intra-específica devido ao reajuste no número de indivíduos por espécies e competição interespecífica com a eliminação de algumas espécies das parcelas. As populações analisadas apresentaram padrões semelhantes de comportamento e a maior ou menor densidade ao longo do tempo refletiu o comportamento ecológico das espécies.

Caracterização florística da Reserva Particular do Patrimônio Natural (RPPN) Fazenda Carneiro, Lagamar, MG, Brasil / Flora of the Private Reserve of Nature Patrimony (RPPN) Carneiro Farm, Lagamar, MG, Brazil

A criação de reservas naturais no Cerrado é imprescindível para manutenção de áreas representativas desse bioma e para o desenvolvimento de estudos sobre a diversidade de sua flora e fauna. Este estudo teve como objetivo a caracterização florística e fitofisionômica da Reserva Particular do Patrimônio Natural (RPPN) Fazenda Carneiro, localizada no município de Lagamar, MG (17º57'-17º59'S e 46º45'- 46º48'W). A coleta de dados ocorreu entre os meses de novembro/2002 e novembro/2003. A similaridade florística entre as fisionomias foi realizada mediante cálculo do índice de Sorensen. Na área estudada são encontradas florestas ciliares e semidecíduas, cerradões e cerrados savânicos. A floresta ciliar é pouco representativa, cobrindo 1,7 por cento do terreno. Nessa formação foram encontradas 37 espécies (23 exclusivas) pertencentes a 19 famílias. As famílias mais representativas foram Fabaceae (7), Moraceae (6) e Euphorbiaceae (4). A floresta semidecídua corresponde a 21,7 por cento da vegetação local, apresentando 100 espécies (52 exclusivas) distribuídas em 35 famílias. As famílias com maior número de espécies foram Fabaceae (15), Melastomataceae (11) e Myrtaceae (10). O cerradão, devido a perturbações antrópicas, cobre apenas 4,1 por cento da área. Nesse ambiente foram encontradas 34 espécies (cinco exclusivas), pertencentes a 23 famílias, sendo Fabaceae (5) e Myrtaceae (3) as famílias mais ricas. O cerrado savânico, fisionomia mais representativa da RPPN, cobre 54 por cento da área. Apresentou 169 espécies (144 exclusivas) distribuídas em 46 famílias. Fabaceae (22), Asteraceae (18) e Malpighiaceae (15) destacaram-se por sua riqueza de espécies nessa fisionomia. A flora da RPPN Fazenda Carneiro foi diferenciada entre seus ambientes, pois os valores obtidos para o índice de Sorensen foram inferiores a 0,5 em todas as comparações. A variedade de ambientes apresentados pela RPPN Fazenda Carneiro e a riqueza da flora associada às suas formações...

The creation of nature reserves in Cerrado is important to maintenance of representative areas of this bioma and to development of studies about its flora and fauna. This study aimed to characterize the physiognomies and the arboreal and bush flora of the RPPN Carneiro Farm, located in the region of Lagamar, MG (17º57'-17º59'S and 46º45'- 46º48'W). Data was collected between November 2002 and November 2003. The similarity of flora was valued using the Sorensen index. The RPPN included gallery forest, semideciduos dry forest, cerradão and cerrado. The gallery forest is not very representative and occupies 1.7 percent of the RPPN. In this formation 37 species were found (23 exclusive) and 19 families. The most representative families were Fabaceae (7), Moraceae (6) and Euphorbiaceae (4). Semideciduos dry forest occupies 21.7 percent of the area and presented 100 species (53 exclusive) and 35 families. Fabaceae (15), Melastomataceae (11) and Myrtaceae (10) were the most important families in this formation. Cerradão, due to disturbances occupies only 4.1 percent of the RPPN. In this habitat 34 species were found (five exclusive) and 23 families. The families most representative were Fabaceae (5) and Myrtaceae (3). The cerrado, the most representative physiognomy of the RPPN, occupies 54 percent of area. This formation presented 169 species (144 exclusive) and 46 families. Fabaceae (22), Asteraceae (18) and Malpighiaceae (15) were the most important families. The flora of RPPN was different among its habitats because the Sorensen index found was less than 0.5 in all comparisons. The variety of habitats found in the RPPN Carneiro Farm and the richness of the flora of its formations make this reserve very important to the maintenance of biodiversity in the region of Lagamar.

Alometria de Caryocar brasiliense (Caryocaraceae) em diferentes fisionomias do Parque Estadual da Serra de Caldas Novas, GO / Allometry of Caryocar brasiliense (Caryocaraceae) in differents physiognomies of the Parque Estadual da Serra de Caldas Novas, GO, Brazil

A relação entre o tamanho e a forma em árvores é importante para a compreensão de diferenças adaptativas apresentadas por uma espécie. Variações nesses caracteres refletem respostas às condições ambientais, constituindo uma resposta ao estresse particular experimentado pelos indivíduos de uma espécie. O presente trabalho teve como objetivo analisar as relações alométricas de duas populações de Caryocar brasiliense Camb. presentes em diferentes fisionomias (cerradão e cerrado stricto sensu) do Parque Estadual da Serra de Caldas Novas (PESCAN), situado no estado de Goiás. Em cada ambiente foram amostrados 30 indivíduos de C. brasiliense que apresentavam circunferência a 30 cm do solo maior ou igual a 15 cm. Para cada indivíduo foi medido o diâmetro a 30 cm do solo (DAS30), diâmetro a altura do peito (DAP), altura total e altura do fuste. Para a análise dos dados foram ajustados diferentes modelos de regressão. A relação DAP/DAS entre os dois ambientes foi distinta, revelando uma variação no formato do caule entre os dois ambientes. No cerrado s.s. as árvores apresentaram um formato mais cônico, enquanto no cerradão, foi observado um caule mais cilíndrico. Arvores de C. brasiliense do cerradão apresentaram altura total e do fuste maiores que aquelas de cerrado s.s. devido, possivelmente, à disputa por luz no ambiente. A presença de indivíduos mais altos sugere um maior investimento no crescimento vertical como forma de "fuga" a condições adversas do meio. O fato de indivíduos de Caryocar brasiliense se ajustarem a modelos alométricos distintos para cada ambiente sugere que os fatores ecológicos podem ter um papel restritivo na alometria dessa espécie.

The relationship between size and shape in trees is important for understanding adaptive differences of species. Variations in these characteristics reflect the environmental conditions they are exposed to, being a response to the particular stress experienced by these individuals. Within this context, the present study aimed to analyze the allometric relation of two populations of Caryocar brasiliense Camb, present in two different physiognomies (cerradão and cerrado stricto sensu) of the Parque Estadual da Serra de Caldas Novas (PESCAN), located in the State of Goiás. Within each researched environment 30 individuals of C. brasiliense with diameter larger or equal to 15 cm from 30 cm up ground were sampled. The diameter from 30 cm up ground (DAS30), the breast height diameter (DAP), total height and shaft height was recorded to each individual. For the correct analysis of this data, different models of regression were set. We found that the relation DAP/ DAS between the two environments were distinct, revealing a variation in the shape of the stem between the two environments. In the cerrado s.s. the trees presented a more conic shape, whilst in the cerradão, a more cylindrical stem was observed. Trees of C. brasiliense in the cerradão presented larger total height and shaft height than those of the cerrado s.s. due to, among other reasons, the competition for light in the environment. The occurrence of taller individuals suggests a larger investment in the vertical growth as a way of escape from the adverse conditions of the environment. The fact that individuals of Caryocar brasiliense adjust themselves to distinct allometric models, within each environment, suggests that the ecological factors may have a restrictive role in the allometry of this species.