Late Holocene Vegetation History and Early Evidence of Araucaria angustifolia in Caçapava do Sul in the Lowland Region of Rio Grande do Sul State, Southern Brazil

Little is known about the southernmost occurrence of small areas with Araucaria angustifolia populations in Caçapava do Sul in low elevated areas of Rio Grande do Sul State, about 130 km to the south of to the highlands of southern Brazil where the main distribution of Araucaria is found. This occurrence is about 130 km further south to the main area of Araucaria angustifolia which is on the highlands in southern Brazil. The question is whether this occurrence is natural, due to indigenous peoples, or due to plantation by post-Columbian settlers. To trace the origin of this little known southernmost existence of Araucaria angustifolia trees is of particular interest for conservation issues. To address this question we did a vegetation survey and studied a 150 cm-long radiocarbon dated sediment core from the Fazenda da Mônica by pollen analysis. The vegetation survey of the study area indicates that also other typical taxa of the Araucaria forest as well as the Atlantic lowland rainforest are found in the present-day semi-deciduous forest, such as Podocarpus, Ilex, Myrsine and Prunus for the former, and Alchornea, Moraceae, Arecaceae, and Myrtaceae for the later. The pollen record, due to bad pollen preservation, starts only after 44 cm core depth, which is about 515 cal yr BP old (AD 1490), indicating that Araucaria angustifolia as well as other Araucaria forest and Atlantic rainforest taxa occurred in this area since the beginning of the pollen record. The occurrence of these taxa can be seen as natural and not introduced during the post-Columbian colonisation. First settlers at the beginning of the 19th century reduced existing population of Araucaria markedly and in particular since about AD 1950. The population of Araucaria angustilfolia before the post-Columbian settlement was much larger than today.

Vegetational changes during the last millennium inferred from a palynological record from the Bananal Island, Tocantins, Brazil / Mudanças na vegetação durante o ultimo milênio inferidas através do registro palinológico da Ilha do Bananal, Tocantins, Brasil

The Bananal Island is regarded the largest fluvial island in the world, bounded by Araguaia and Javaés rivers, being located in southwest of Tocantins. The objectives of this work were to provide information about the vegetational changes that occurred at the Bananal Island, in order to contribute to the understanding the dynamics of past and current savanna and areas of ecotones with forests. Thus, a sedimentary core collected from a small lake at the Bananal Island plain was submitted to pollen and radiocarbon dating analyses. The results showed that the last millennium was dominated by forest reflecting a wet climate. At the beginning of the record (920-770 yr cal BP) the wet climate and high rainfall produced flooding during long rainy seasons that maintained the Javaés River connected to the studied lake, and hence, this environment was marked by the presence of a homogenous forest rich in Moraceae/Urticaceae, due to flooded soils occurrence. During the following period (770-304 yr cal BP) the reduced rainfall and shortening of the rainy seasons isolated the lake from the Javaés River for long periods, which caused a diversification of the forest and gave rise to the appearance of the components of floodplain forest and marsh vegetation adapted to waterlogged soils. Since 304 years cal BP to the present day this environment remained dominated by this diverse forest and the lacustrine conditions were also similar to previous phase, with a slight increase of moisture in the last 84 years that caused the increase of Piranhea.

A Ilha do Bananal é considerada a maior ilha fluvial do mundo, margeada pelos Rios Araguaia e Javaés, sendo localizada na porção sudoeste do Estado do Tocantins. Os objetivos deste trabalho foram obter informações sobre as mudanças na vegetação ocorridas na Ilha do Bananal, de forma a contribuir para o entendimento da dinâmica pretérita e atual da vegetação de cerrado e áreas de ecótonos com floresta. Assim, um testemunho sedimentar coletado em um pequeno lago na planície da Ilha do Bananal foi submetido às análises polínica e de datação por radiocarbono. Os resultados mostraram que o ultimo milênio foi dominado por floresta refletindo um clima úmido. No início do registro (920-770 anos cal AP) o clima úmido e a alta pluviosidade produziram inundações durante longos períodos chuvosos que mantiveram o rio Javaés conectado ao lago estudado, e assim, este ambiente foi marcado pela presença de uma floresta homogênea rica em Moraceae/Urticaceae, devido à ocorrência de solos alagados. Durante o período seguinte (770-304 anos cal AP) a pluviosidade reduzida e o encurtamento dos períodos chuvosos isolaram o lago do rio Javaés por longos períodos, que causou a diversificação da floresta e deram origem ao aparecimento de componentes da vegetação de floresta de planície de inundação e brejos adaptados a solos úmidos. Desde 304 anos cal AP até o presente este ambiente tem sido dominado por esta floresta diversificada e as condições lacustres também foram similares ao período anterior, com um ligeiro aumento de umidade nos últimos 84 anos o que causou o aumento de Piranhea.

Environmental changes in the western Amazônia: morphological framework, geochemistry, palynology and radiocarbon dating data

The sediments from the Coari lake, a “terra firme” lake sculpted into Plio-Pleistocene deposits, and the Acará lake, a flooding-type lake developed on Quaternary sediments in the floodplain of the mid-Solimões river, in the western Amazônia, Brazil, were studied to investigate the environmental condition of their developing. This study includes mineral composition, geochemistry, Pb isotope, palinology, radiocarbon-age and morphological framework of the lakes obtained from SRTM satellite images. The geological and the environmental conditions in the two lakes are highly variable and suggest that their evolution reflect autogenic processes under humid rainforest condition. Although kaolinite, quartz, muscovite, illite, and smectite are the main minerals in both lakes, the geochemistry indicates distinct source, the Acará lake sediments have higher concentrations of Al2O3, Fe2O3, FeO, CaO, K2O, MgO, Na2O, P2O5, Ba, V, Cu, Ni, Zn, Pb, Sr, Li, Y and La and have more radiogenic Pb than the Coari lake sediments. The radiocarbon ages suggest that at 10160 yr BP the Coari lake started to be developed due to avulsion of the Solimões river, and the Acará lake was formed by the meander abandonment of Solimões river retaining its grass dominated shore at ca. 3710 yr BP.

Os sedimentos do lago Coari, de ambiente de terra firme eesculpido nos depósitos do Plio-Pleistocenos, e o Acará, típico lago de várzea e ambos formados nos sedimentos quaternários da planície de inundação do médio Solimões, no oeste da Amazônia, Brasil, foram estudados para investigar as condições ambientais durante sua formação. Este estudo inclui dados da composição mineralógica, química, isótopos de Pb, palinologia, datações de radiocarbono e a configuração morfológica dos lagos obtida por imagens SRTM. As condições geológica e ambiental dos lagos variam e sugerem que suas evoluções refletem processos autogenéticos em condições de floresta úmida e chuvosa. Embora caulinita, quartz, muscovita, illita e esmectita sejam os principais minerais em ambos os lagos, a geoquímica indica fonte distinta, os sedimentos do lago Acará têm maior concentração de Al2O3, Fe2O3, FeO, CaO, K2O, MgO, Na2O, P2O5, Ba, V, Cu, Ni, Zn, Pb, Sr, Li, Y e La e têm mais Pb radiogênico que os sedimentos do lago Coari. As idades de radiocarbono sugerem que há aproximadamente 10160 anos AP o lago Coari iniciou o desenvolvimento devido a avulsão do rio Solimões, enquanto o lago Acará foi formado devido ao abandono de meandro do rio Solimões e retendo o domínio das gramíneas nas suas praias há aproximadamente 3710 anos AP.

Model of wetland development of the Amapá coast during the late Holocene

The modern vegetation types, sedimentary sequences, pollen records and radiocarbon dating obtained from three sediment cores from Calçoene Coastal Plain were used to provide a palaeoecological history during the late Holocene of Amapá coastal wetland according to flood regime, sea-level and climatic changes. Based on these records, four phases of vegetation development are presented and they probably reflect the interaction between the flow energy to the sediment accumulation and the brackish/freshwater influence in the vegetation. This work suggests interchanges among time periods characterized by marine and fluvial influence. The longitudinal profile did not reveal the occurrence of mangrove in the sediment deposited around 2100 yr B.P. During the second phase, the mud progressively filled the depressions and tidal channels. The mangrove probably started its development on the channel edge, and the herbaceous field on the elevated sectors. The third phase is characterized by the interruption of mangrove development and the increase of "várzea" vegetation that may be due to the decrease in porewater salinity related to a decrease in marine water influence. The last phase is represented by the mangrove and "várzea" increase. The correlation between current patterns of geobotanical unit distribution and palaeovegetation indicates that mangrove and "várzea" forests are migrating over the herbaceous field on the topographically highest part of the studied coast, which can be related to a relative sea-level rise.

Os tipos de vegetação atual, sequências sedimentares, dados de pólen e datações por radiocarbono obtidas em três testemunhos de sedimento da planície costeira de Calçoene foram utilizados para estabelecer uma história paleoecológica durante o Holoceno superior das zonas úmidas costeiras do Amapá conforme as mudanças no regime de inundação, nível do mar e clima. Baseado nestes três registros, quatro fases de desenvolvimento da vegetação são apresentadas e provavelmente refletem a interação entre o fluxo de energia na acumulação do sedimento e a influência das águas salobras e doces na vegetação. Este trabalho sugere alternâncias entre períodos caracterizados por influências marinha e fluvial. O perfil longitudinal não revelou a ocorrência de manguezais nos sedimentos depositados por volta de 2100 anos A.P. Durante a segunda fase, a lama preencheu progressivamente as depressões e canais de maré. Provavelmente, os manguezais iniciaram seu desenvolvimento nas margens dos canais, e os campos herbáceos nos setores elevados. A terceira fase é caracterizada por uma interrupção no desenvolvimento dos manguezais e a expansão da vegetação de várzea devido a uma diminuição na influência das águas marinhas. A última fase é representada pela expansão de manguezais e várzeas. A correlação entre os padrões atuais de distribuição das unidades geobotânicas e a paleovegetação indica que os manguezais e as florestas de várzea estão migrando sobre os campos herbáceos nos setores topograficamente mais elevados do litoral em estudo, o que pode estar relacionado a um aumento do nível relativo do mar.

Evidences of delayed size recovery in Araucaria angustifolia populations after post-glacial colonization of highlands in Southeastern Brazil

Up to date, little is known about the relationship between historical demography and the current genetic structure of A. Angus As a first effort towards overcoming this lack, microsatellite data scored in six populations and isozyme allele frequencies published for 11 natural stands of this species were analysed in order to assess molecular signatures of populations' demographic history. Signatures of genetic bottlenecks were captured in all analysed populations of southeastern Brazil. Among southern populations, signatures of small effective population size were observed in only three out of 13 populations. Southern populations likely experienced faster recovery of population size after migration onto highlands. Accordingly, current genetic diversity of the southern populations gives evidence of fast population size recovery. In general, demographic history of A. Angusmatches climatic dynamics of southern and southeastern Brazil during the Pleistocene and Holocene. Palynological records and reconstruction of the past climatic dynamics of southeastern and southern Brazil support the hypothesis of different population size recovery dynamics for populations from these regions.

Até o momento, pouco se conhece sobre a relação entre história demográfica e a presente estrutura genética da A. Angus Como uma primeira tentativa em transpor esta deficiência, dados de microssatélites coletados em seis populações e freqüências alélicas de isoenzimas publicadas para 11 populações naturais desta espécie foram analisadas com o objetivo de acessar assinaturas moleculares da história demográfica populacional. Assinaturas de gargalos genéticos foram capturadas em todas as populações analisadas provenientes do Sudeste do Brasil. Entre as populações do Sul, assinaturas de pequeno tamanho populacional efetivo foram observadas em somente três entre 13 populações. Populações do Sul provavelmente apresentaram uma rápida recuperação do tamanho efetivo após a migração para os planaltos. Em acordança, a presente diversidade genética das populações do Sul apresenta evidências de uma rápida recuperação do tamanho populacional. Em geral, a história demográfica da A. Angus concorda com as dinâmicas climáticas do Sul e Sudeste do Brasil durante o Pleistoceno e o Holoceno. Estudos palinológicos e reconstrução de dinâmicas climáticas do Sul e Sudeste do Brasil suportam a hipótese de diferentes dinâmicas de recuperação do tamanho populacional em populações destas regiões.

Vegetation and pollen rain relationship from the tropical Atlantic rain forest in Southern Brazil

The relationship between the southern Brazilian tropical Atlantic lowland rain forest and modern pollen rain was studied by pollen traps. The study was carried out on a one hectare plot undisturbed rain forest of the reserve Volta Velha and two secondary forests, ± 50 and 7 years old. About 248 identified tree, shrub and herb species (excluding epiphytes) of 50 families were represented by 126 different pollen and spore types (including non-local taxa). The calculated average influx of pollen rain from the native Atlantic rain forest was 12465 pollen grains per cm² and year. The influx from the ± 50 years old and from the 7 years old secondary forest was relatively low (4112 and 3667 grains per cm² and year, respectively) compared to the undisturbed rain forest. The occurrence of pollen grains of herbs and fern spores were significantly higher in the secondary forests than in the undisturbed rain forest.

Estudou-se a relação entre a Floresta Tropical Atlântica sul brasileira e a chuva polínica atual através de coletores de pólen. O estudo foi realizado em uma parcela de um hectare de floresta não perturbada localizada na Reserva Volta Velha (26° 04' S, 48° 38' W, 9 m s.n.m.) e duas outras parcelas de floresta secundária (± 50 e 7 anos de idade). Cerca de 248 espécies arbóreas, arbustivas e herbáceas (excluindo epifitas), englobadas em 50 familias estavam representadas por 126 diferentes tipos de pólen e esporos (incluindo taxa não locais). Na área não perturbada, a média do fluxo de entrada da chuva polínica foi de 12465 grãos de pólen por cm²/ano. Nas áreas de ± 50 anos e 7 anos correspondentes a estádios florestais secundários o fluxo de entrada foi relativamente baixo (4112 e 3667 grãos por cm²/ano, respectivamente) comparativamente à área não perturbada. A ocorrência de grãos de pólen de herbáceas e esporos de pteridófitas foi significativamente maior nas áreas secundárias do que na área não perturbada.