Woody species distribution across a savanna-dry forest soil gradient in the Brazilian Cerrado / Distribuição de espécies arbóreas em gradiente de solo savana-floresta seca no Cerrado brasileiro

Abstract Although richness and distribution of woody species in the Cerrado physiognomies have been extensively studied, the shifts of woody species from savanna physiognomies to dry forests have not yet been addressed. Here, we investigate the effect of soil physical-chemical traits on the woody species turnover between adjacent cerrado stricto sensu and dry forest physiognomies. Woody species were surveyed, and soil and topographic variables measured, in 30 10×40 m plots systematically distributed, with 15 plots in each physiognomy. We found a spatially structured distribution of woody species, and differences of soil traits between cerrado stricto sensu and dry forest areas, mainly related to the aluminum saturation, base saturation, and available phosphorus. Aluminum saturation increased toward the savanna area, while base saturation increased toward the dry forest. Most woody species predominated in one physiognomy, such as Callisthene major in the cerrado stricto sensu and Anadenanthera colubrina in the dry forest. Only 20% of the species were widely distributed across both physiognomies or, not often, restricted to the intermediary values of the soil gradient. General results indicate that contrasting soil traits between cerrado stricto sensu and dry forest produce a strongly spatially organized and sharp transition in terms of species distribution between these physiognomies.

Resumo Embora a distribuição e a riqueza em espécies arbóreas nas fitofisionomias do Cerrado venham sendo bastante estudadas, a transição entre savanas e florestas deciduais ainda não foi abordada. Investigamos o efeito de características físico-químicas do solo sobre a distribuição de espécies arbóreas em região de contato entre cerrado sentido restrito e floresta estacional decidual (FED). As espécies arbóreas foram amostradas sistematicamente, e variáveis de topografia e características do solo foram medidas em 30 parcelas de 10×40 m, sendo 15 parcelas em cada fisionomia. A distribuição das espécies arbóreas foi espacialmente estruturada, e as características do solo diferiram entre as áreas de cerrado sentido restrito e FED, principalmente relacionadas à saturação de alumínio, saturação de bases e teores de fósforo. A saturação de alumínio aumentou em direção ao cerrado sentido restrito, enquanto a saturação de bases aumentou em direção à FED. A maioria das espécies arbóreas predominou em uma das fisionomias, como Callisthene major em cerrado sentido restrito e Anadenanthera colubrina em FED. Apenas 20% das espécies foram amplamente distribuídas em ambas as fisionomias ou, em poucos casos, restritas aos valores intermediários do gradiente de solo. Os resultados indicam um forte contraste de características do solo entre o cerrado sentido restrito e a FED, assim como uma transição acentuada e espacialmente organizada quanto à distribuição de espécies arbóreas.

Woody species distribution across a savanna-dry forest soil gradient in the Brazilian Cerrado / Distribuição de espécies arbóreas em gradiente de solo savana-floresta seca no Cerrado brasileiro

Although richness and distribution of woody species in the Cerrado physiognomies have been extensively studied, the shifts of woody species from savanna physiognomies to dry forests have not yet been addressed. Here, we investigate the effect of soil physical-chemical traits on the woody species turnover between adjacent cerrado stricto sensu and dry forest physiognomies. Woody species were surveyed, and soil and topographic variables measured, in 30 10×40 m plots systematically distributed, with 15 plots in each physiognomy. We found a spatially structured distribution of woody species, and differences of soil traits between cerrado stricto sensu and dry forest areas, mainly related to the aluminum saturation, base saturation, and available phosphorus. Aluminum saturation increased toward the savanna area, while base saturation increased toward the dry forest. Most woody species predominated in one physiognomy, such as Callisthene major in the cerrado stricto sensu and Anadenanthera colubrina in the dry forest. Only 20% of the species were widely distributed across both physiognomies or, not often, restricted to the intermediary values of the soil gradient. General results indicate that contrasting soil traits between cerrado stricto sensu and dry forest produce a strongly spatially organized and sharp transition in terms of species distribution between these physiognomies.

Embora a distribuição e a riqueza em espécies arbóreas nas fitofisionomias do Cerrado venham sendo bastante estudadas, a transição entre savanas e florestas deciduais ainda não foi abordada. Investigamos o efeito de características físico-químicas do solo sobre a distribuição de espécies arbóreas em região de contato entre cerrado sentido restrito e floresta estacional decidual (FED). As espécies arbóreas foram amostradas sistematicamente, e variáveis de topografia e características do solo foram medidas em 30 parcelas de 10×40 m, sendo 15 parcelas em cada fisionomia. A distribuição das espécies arbóreas foi espacialmente estruturada, e as características do solo diferiram entre as áreas de cerrado sentido restrito e FED, principalmente relacionadas à saturação de alumínio, saturação de bases e teores de fósforo. A saturação de alumínio aumentou em direção ao cerrado sentido restrito, enquanto a saturação de bases aumentou em direção à FED. A maioria das espécies arbóreas predominou em uma das fisionomias, como Callisthene major em cerrado sentido restrito e Anadenanthera colubrina em FED. Apenas 20% das espécies foram amplamente distribuídas em ambas as fisionomias ou, em poucos casos, restritas aos valores intermediários do gradiente de solo. Os resultados indicam um forte contraste de características do solo entre o cerrado sentido restrito e a FED, assim como uma transição acentuada e espacialmente organizada quanto à distribuição de espécies arbóreas.

Woody species distribution across a savanna-dry forest soil gradient in the Brazilian Cerrado

Abstract Although richness and distribution of woody species in the Cerrado physiognomies have been extensively studied, the shifts of woody species from savanna physiognomies to dry forests have not yet been addressed. Here, we investigate the effect of soil physical-chemical traits on the woody species turnover between adjacent cerrado stricto sensu and dry forest physiognomies. Woody species were surveyed, and soil and topographic variables measured, in 30 10×40 m plots systematically distributed, with 15 plots in each physiognomy. We found a spatially structured distribution of woody species, and differences of soil traits between cerrado stricto sensu and dry forest areas, mainly related to the aluminum saturation, base saturation, and available phosphorus. Aluminum saturation increased toward the savanna area, while base saturation increased toward the dry forest. Most woody species predominated in one physiognomy, such as Callisthene major in the cerrado stricto sensu and Anadenanthera colubrina in the dry forest. Only 20% of the species were widely distributed across both physiognomies or, not often, restricted to the intermediary values of the soil gradient. General results indicate that contrasting soil traits between cerrado stricto sensu and dry forest produce a strongly spatially organized and sharp transition in terms of species distribution between these physiognomies.

Resumo Embora a distribuição e a riqueza em espécies arbóreas nas fitofisionomias do Cerrado venham sendo bastante estudadas, a transição entre savanas e florestas deciduais ainda não foi abordada. Investigamos o efeito de características físico-químicas do solo sobre a distribuição de espécies arbóreas em região de contato entre cerrado sentido restrito e floresta estacional decidual (FED). As espécies arbóreas foram amostradas sistematicamente, e variáveis de topografia e características do solo foram medidas em 30 parcelas de 10×40 m, sendo 15 parcelas em cada fisionomia. A distribuição das espécies arbóreas foi espacialmente estruturada, e as características do solo diferiram entre as áreas de cerrado sentido restrito e FED, principalmente relacionadas à saturação de alumínio, saturação de bases e teores de fósforo. A saturação de alumínio aumentou em direção ao cerrado sentido restrito, enquanto a saturação de bases aumentou em direção à FED. A maioria das espécies arbóreas predominou em uma das fisionomias, como Callisthene major em cerrado sentido restrito e Anadenanthera colubrina em FED. Apenas 20% das espécies foram amplamente distribuídas em ambas as fisionomias ou, em poucos casos, restritas aos valores intermediários do gradiente de solo. Os resultados indicam um forte contraste de características do solo entre o cerrado sentido restrito e a FED, assim como uma transição acentuada e espacialmente organizada quanto à distribuição de espécies arbóreas.

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.