Soil-vegetation relationships and community structure in a "terra-firme"-white-sand vegetation gradient in Viruá National Park, northern Amazon, Brazil

ABSTRACT Viruá National Park encompasses a vast and complex system of hydromorphic sandy soils covered largely by the white sand vegetation ("Campinarana") ecosystem. The purpose of this study was to investigate a vegetation gradient of "terra-firme"-white sand vegetation at the Viruá National Park. Nine plots representing three physiognomic units were installed for floristic and phytosociological surveys as well as to collect composite soil samples. The data were subjected to assessments of floristic diversity and similarity, phytosociological parameters and to statistical analyses, focused on principal components (PC) and canonical correspondence analysis (CCA). The vegetation of the Campinaranas types and Forest differed in biomass and species density. Ten species, endemic to Brazil, were particularly well-represented. PC and CCA indicated a clear distinction between the studied plots, based on measured soil variables, especially base sum and clay, which were the most differentiating properties between Campinarana and Forest; For the separation of the Campinarana types, the main distinguishing variable was organic matter content and cation exchange capacity. Higher similarity of Campinaranas was associated to a monodominant species and the lower similarity of Forest was related to the high occurrence of locally rare species.

Cryptic species in Pagamea coriacea sensu lato (Rubiaceae): evidence from morphology, ecology and reproductive behavior in a sympatric context / Espécies crípticas em Pagamea coriacea sensu lato (Rubiaceae): evidências morfológicas, ecológicas e de comportamento reprodutivo em um contexto simpátrico

In this study we explore morphological and ecological variation in sympatric populations of Pagamea coriacea s.l. - a species complex from white-sand vegetation in the Amazon. A total of 147 trees were sampled and monitored at three nearby sites in Central Amazon, Brazil. Multivariate analyses of morphology indicated two distinct groups (A and B), which also differed in bark type, each containing subgroups associated with sexual dimorphism. However, a single hermaphroditic individual was observed within group B. As expected, all pistillate plants produced fruits, but 23% of the staminate plants of group B, and 5% of group A also produced fruits. This variation suggests that the sexual systems of both groups are between dioecy and gynodioecy. There was an overlap in flowering phases between the two groups, but the pattern of floral maturation differed. Ecologically, plants of group B were found in more shaded habitats and over sandstone bedrocks, while group A was prevalent in deeper sandy soils as canopy plants. The significances of morphological and environmental differences were tested by a multivariate analysis of variance, and a canonical discriminant analysis assessed the importance of variables. The coexistence in sympatry of two discrete morphological groups in the P. coriacea s.l., with different habitat preferences and reproductive behaviors, indicates they represent distinct species.

O objetivo deste estudo foi testar se o complexo de espécies Pagamea coriacea inclui múltiplas espécies, usando evidências morfológicas, ecológicas e de comportamento reprodutivo. Um total de 147 árvores foram amostradas e monitoradas em três locais próximos na Amazônia Central, Brasil. Análises multivariadas de dados morfológicos indicaram dois grupos discretos (A e B), que coincidem com diferenças no tipo de casca, cada um por sua vez com subgrupos que representam dimorfismo sexual. Contudo, um indivíduo distintamente hermafrodita foi encontrado no grupo B. Todas as plantas pistiladas produziram frutos, mas também foram observados frutos para 23% das plantas estaminadas do grupo B, e para 5% das estaminadas do grupo A. Essa variação sugere que ambos grupos possuem um sistema sexual entre dioicia e ginodioicia. Houve sobreposição das fases de floração e frutificação entre os dois grupos, mas o padrão de maturação de flores foi diferente. Quanto ao hábitat, o grupo B predominou em situações de sombra e em solos arenosos rasos sobre lajes de pedra, enquanto o grupo A ocorreu em solos arenosos mais profundos e no dossel da vegetação. A coexistência de dois grupos morfológicos discretos no complexo P. coriacea s.l., com diferenças ecológicas e de comportamento reprodutivo, indica que correspondem a duas espécies distintas.

Pollination of Pagamea duckei Standl. (Rubiaceae): a functionally dioecious species / Polinização de Pagamea duckei Standl. (Rubiaceae): uma espécie funcionalmente dióica

The floral biology, pollination and breeding system of Pagamea duckei Standl. (Rubiaceae) were studied at the Reserva Biológica da Campina, Manaus, Amazonas, Brazil. Floral morphology suggested that P. duckei is a distylous species. However, crossing experiments revealed that it is functionally dioecious. The flowers are actinomorphic, yellowish, produce nectar and a sweet odor, which is more intense in the morning. Anthesis started in the morning between 5.00 and 6.00 AM and extended until dusk, when the corolla tube abscissed. The flowers were visited mostly by bees of the genus Melipona. Pagamea duckei is not agamospermic and thus needs pollen vectors for effective pollination. The results of this study strengthen the idea that, in Pagamea, species with distylous flower morphology are actually functionally dioecious.

A biologia floral, polinização e o sistema reprodutivo de Pagamea duckei Standl. (Rubiaceae) foram estudados na Reserva Biológica da Campina, Manaus, Amazonas, Brasil. A morfologia floral sugere que P. duckei é uma espécie distílica. Entretanto, cruzamentos experimentais revelaram que essa espécie é funcionalmente dióica. As flores são actinomorfas, amareladas, produzem néctar e um aroma adocicado que é mais intenso no período da manhã. A antese das flores iniciou de manhã, entre 05h00 e 06h00 e se estendeu até o anoitecer, quando o tubo da corola sofria abscisão. As flores foram visitadas principalmente por abelhas do gênero Melipona. Pagamea duckei não é agamospérmica e logo necessita de vetores de pólen para que haja polinização efetiva. Os resultados desse estudo fortalecem a hipótese de que muitas espécies de Pagamea com flores heterostílicas são na verdade funcionalmente dióicas.

Does nitrogen availability have greater control over the formation of tropical heath forests than water stress?A hypothesis based on nitrogen isotope ratios / Tem a disponibilidade de nitrogênio maior controle sobre a formação de florestas tropicais de campinara do que o estresse hídrico?uma hipótese fundamentada nas razões isotópicas do nitrogênio

Global scale analyses of soil and foliage δ15N have found positive relationships between δ15N and ecosystem N loss (suggesting an open N cycle) and a negative relationship between δ15N and water availability. We show here that soils and leaves from tropical heath forests are depleted in 15N relative to 'typical' forests suggesting that they have a tight N cycle and are therefore limited by N rather than by, often suggested, water availability.

Análises de δ15N solo e foliar, em escala global, encontraram relações positivas entre δ15N e a perda de N do ecossistema (sugerindo um ciclo aberto de N), e uma relação negativa entre o δ15N e a disponibilidade de água. Mostramosneste trabalho que os solos e a vegetação de florestas de campinarana são empobrecidas em 15N em relação a florestas 'típicas', sugerindo que elas têm um ciclo fechado de N e são, desta forma, limitadas pelo N, ao invés da disponibilidade de água, como frequentemente sugerido.

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.

Escleromorfismo foliar de Aldina heterophylla Spruce ex Benth (Leguminosae: Papilionoideae) em três campinas da Amazônia Central

Aldina heterophylla (Leguminosae: Papilionoideae) is a species commonly found in campinas (dwarf forest on white sand) in central Amazonia. Some of its morphological characters vary according to the enviroment. It varies in size in the various campinas under different conditions of soil, light and temperature. The present study was made with the intention of understanding the amount of seleromorphism in different environmental conditions. Leaves collected under sun and shade conditions in three central Amazonia campinas (open, high and shaded campina), were used for histological sections and epidermal preparations for anatomical description. In general, the plants showed seleromorphism in all the environments. It is suggested that Aldina heterophylla is better adapted to the environmental conditions of high campina, where it showed more exuberent growth, than in open or shaded campina.

Aldina heterophylla, Leguminosae: Papilionoideae, é uma espécie facilmente encontrada em diferentes campinas da Amazônia Central. Possui características morfológicas que revelam a sua interação com o ambiente, apresentando variação no seu porte nas diversas campinas sob distintas condições de solo, luz e temperatura. O presente estudo foi realizado com a intenção de conhecer o grau de escleromorfismo das folhas em condições ambientais diferentes. De folhas ao sol e à sombra coletadas em três campinas da Amazônia Central (campina aberta, campina alta e campina sombreada), foram feitos cortes histológicos e dissociação de epidermes, para a descrição anatômica das mesmas. De maneira geral, em todos os macroambientes a planta desenvolve estruturas escleromorfas. Sugere-se que Aldina heterophylla está melhor adaptada às condições ambientais da campina alta, visto que ali apresenta crescimento exuberante, em relação à campina aberta e à campina sombreada.