Understory host plant and insect gall diversity changes across topographic habitats differing in nutrient and water stress in the Brazilian Amazon rainforest / Riqueza de insetos galhadores associados a habitats de sub-bosque com diferentes topografias e níveis de estresse hídrico e nutricional em uma floresta da Amazônia Central, Brasil

ABSTRACT Topographic gradients in terra firme forests are associated with pronounced changes in soil texture, soil nutrients and distance to the water-table, thereby creating different hydric and nutritional conditions for plants and their associated herbivore community. The aim of this study was to investigate galling species and host plant richness and gall species composition across topographic habitats differing in nutrient and water stress in the Brazilian Amazon rainforest. Nineteen 250 x 3 m plots were randomly sampled in the valley, slope, plateau-slope transition, and plateau habitats in terra firme forests. All individual dicotyledonous plants 1 to 3 meters high were examined for the presence of insect galls. Galling species and host plant richness differed significantly among the studied habitats and were higher in slope habitats (drier habitats), as expected. More humid areas (valleys) showed the lowest richness of galling species, and a lower number of understory host plants. PERMANOVA and PERMDISP results demonstrated that the gall species composition differed significantly in the valley, slope, plateau-slope transition, and plateau areas. However, these structural differences in species composition could be due to unequal dispersion of variability among forest habitats. Our data suggested that spatial heterogeneity, such as a mosaic of local water status and nutrient availability resulting from the topographic conditions, can affect host plants and their associated galling insects.

RESUMO As variações topográficas encontradas nas florestas de terra firme são acompanhadas por fortes mudanças no conteúdo de argila e concentração de nutrientes do solo, criando, portanto, diferentes condições hídricas e nutricionais para plantas e as comunidades de herbívoros associadas. O objetivo do presente estudo foi avaliar a riqueza e composição de espécies de insetos galhadores e suas plantas hospedeiras ao longo de um gradiente topográfico com habitats que diferem quanto ao estresse hídrico e nutricional. Dezenove parcelas de 250 x 3 m foram estabelecidos aleatoriamente em habitats de vertente, platô, transição platô-vertente e baixio, claramente distintos em áreas de terra firme. Todas as dicotiledôneas com 1 a 3 metros de altura foram examinadas quanto à presença de galhas de insetos. As galhas encontradas foram coletadas e insetos galhadores foram classificados em morfoespécies. A riqueza de galhadores e de plantas hospedeiras diferiram significativamente entre os habitats estudados, e como esperado, foi maior no habitat de vertente. As áreas mais úmidas (baixios) apresentaram menor riqueza de plantas hospedeiras no sub-bosque e, conseqüentemente, um número menor de espécies de galhadores. Os resultados das análises de PERMANOVA e PERMDISP demonstraram que a composição da espécie de insetos galhadores variou significativamente entre as áreas de floresta de terra firme. No entanto, essas diferenças estruturais na composição das espécies podem ser devidas à dispersão desigual da variabilidade entre os habitats. Nossos dados sugerem que a heterogeneidade espacial, tal como o mosaico de status hídrico e nutricional do solo associado às condições topográficas, pode afetar plantas hospedeiras e insetos galhadores associados.

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.

Tree communities of white-sand and terra-firme forests of the upper Rio Negro / Comunidades de árvores em florestas de campinarana e de terra-firme do alto Rio Negro

The high tree diversity and vast extent of Amazonian forests challenge our understanding of how tree species abundance and composition varies across this region. Information about these parameters, usually obtained from tree inventories plots, is essential for revealing patterns of tree diversity. Numerous tree inventories plots have been established in Amazonia, yet, tree species composition and diversity of white-sand and terra-firme forests of the upper Rio Negro still remain poorly understood. Here, we present data from eight new one-hectare tree inventories plots established in the upper Rio Negro; four of which were located in white-sand forests and four in terra-firme forests. Overall, we registered 4703 trees > 10 cm of diameter at breast height. These trees belong to 49 families, 215 genera, and 603 species. We found that tree communities of terra-firme and white-sand forests in the upper Rio Negro significantly differ from each other in their species composition. Tree communities of white-sand forests show a higher floristic similarity and lower diversity than those of terra-firme forests. We argue that mechanisms driving differences between tree communities of white-sand and terra-firme forests are related to habitat size, which ultimately influences large-scale and long-term evolutionary processes.

A vasta extensão e a alta diversidade de árvores das florestas na Amazônia desafiam a nossa compreensão sobre como variam a composição e abundância de espécies arbóreas ao longo desta região. Informações sobre estes parâmetros, geralmente obtidas a partir de inventários florísticos, são fundamentais para análises sobre padrões de diversidade. Embora inúmeros inventários florísticos tenham sido estabelecidos na Amazônia, a composição de espécies e a diversidade de árvores das florestas de campinarana e de terra-firme, na região do alto Rio Negro, permanecem ainda pouco conhecidas. Aqui, apresentamos dados de inventários florísticos de oito parcelas de um hectare estabelecidas em florestas de campinarana e de terra-firme do alto Rio Negro. Ao todo, registramos 4.703 indivíduos com diâmetro à altura do peito > 10 cm pertencentes a 49 famílias, 215 gêneros e 603 espécies. As comunidades de árvores das florestas de campinarana e terra-firme do alto Rio Negro diferem entre si, sendo que as florestas de campinaranas são mais similares e menos diversas que as florestas de terra-firme. Sugerimos que os mecanismos que causam diferenças entre as comunidades arbóreas das florestas de campinarana e terra-firme são principalmente relacionados a diferenças do tamanho do habitat, isto porque o tamanho da área do habitat influencia processos evolutivos que ocorrem em grande escala temporal e espacial.