Which variables influence the herbivory amount on Montrichardia spp. (Araceae) in aquatic ecosystems? / ¿Qué variables influyen en la herbivoría en Montrichardia spp. (Araceae) en los ecosistemas acuáticos?

Abstract Introduction: The study of herbivory is fundamental in ecology and includes how plants invest in strategies and mechanisms to reduce herbivore damage. However, there is still a lack of information about how the environment, plant density, and functional traits influence herbivory in aquatic ecosystems. Objective: To assess if there is a relationship between herbivory, environmental variables, and plant traits two species of Montrichardia, a neotropical aquatic plant. Methods: In September 2018, we studied 78 specimens of Montrichardia arborescens and 18 of Montrichardia linifera, in 18 sites in Melgaço, Pará, Brazil. On each site, we measured water depth, distance to the margin, and plant density. From plants, we measured plant height and leaf thickness, and photographed the leaves to calculate the specific leaf area and percentage herbivory. To identify anatomical structures, we collected fully expanded leaves from three individuals per quadrat. Results: For M. arborescens, plants with thicker leaves and higher specific leaf area have less herbivore damage. For M. linifera, plants from deeper sites and with thicker leaves had more herbivore damage, while plants that grew farther from the margin had less damage. We found anatomical structures related to defense, such as idioblast cells with phenolic compounds, and cells with solid inclusions that can contribute to avoiding severe damage. Conclusions: Herbivory in these Montrichardia species can be explained by a combination of plant and environmental traits (patch isolation and water depth). The main plant traits are leaf thickness and area, but chemical compounds and solid inclusions also help Montrichardia to sustain less damage than other macrophytes.

Resumen Introducción: La herbivoría es fundamental para comprender cómo las plantas invierten en diferentes estrategias para evitar la depredación, lo que implica diferentes mecanismos de defensa. Factores relacionados con el medio ambiente, la densidad de plantas y/o los rasgos funcionales de las plantas pueden influir en la herbivoría en los ecosistemas acuáticos. Sin embargo, todavía falta información sobre cómo esos factores influyen en la herbivoría en los ecosistemas acuáticos y pueden contribuir a la carga de herbivoría. Objetivo: Evaluar si existe una relación entre la herbivoría y las variables ambientales (p. ej., profundidad del agua y distancia al margen), los factores ecológicos (densidad de plantas) y los rasgos estructurales de las plantas (altura, grosor de la hoja y área foliar) e indicar estructuras anatómicas que actúen junto con los rasgos estructurales en el sistema de defensa de especies de Montrichardia. Métodos: Se evaluaron 96 individuos de Montrichardia spp. (78 de M. arborescens y 18 de M. linifera, en 18 sitios) recolectados en septiembre de 2018. En cada sitio, se midió la profundidad del agua, la distancia al margen y la densidad de plantas. De los individuos, medimos la altura de la planta, el grosor de la hoja y fotografiamos las hojas para calcular el área foliar específica y la cantidad de herbivoría (en porcentaje). Para identificar las estructuras anatómicas relacionadas con la defensa de las plantas, se recogió hojas completamente expandidas de tres individuos por cuadrante. Resultados: Para M. arborescens, las plantas con hojas más gruesas y mayor área foliar específica tienen menos daño por herbivoría. Para M. linifera, las plantas con hojas más gruesas y que habitan en sitios más profundos tienen más daño por herbívoros, mientras que las plantas más alejadas del margen tienen menos daño por herbívoros. Se encontró estructuras anatómicas relacionadas con la defensa, como células idioblásticas con compuestos fenólicos y células con inclusiones sólidas que pueden contribuir a evitar daños severos en las características de las hojas. Conclusiones: Nuestros resultados indican que la herbivoría en las especies de Montrichardia podría explicarse por una combinación de características ambientales (aislamiento del parche y profundidad del agua) y de la planta. Descubrimos que los rasgos de las hojas eran factores importantes que impulsaban los cambios en la carga de herbivoría, especialmente el grosor de las hojas y el área foliar específica. Además, las especies de Montrichardia invierten en compuestos químicos e inclusiones sólidas para evitar daños graves en las hojas y, por lo tanto, pueden sufrir menos daños que otras especies de macrófitos.

Floristic composition, pollination and seed-dispersal systems in a target cerrado conservation area / Composição florística, modos de polinização e dispersão de sementes de uma área de cerrado relevante para conservação

Abstract: Cerrado remnants can hold an important diversity of plant species of environmental and ecological relevance. We presented a checklist of vascular plants based on 12 years of inventory carried out in 36 plots (10 m x 2 m; 0.18 ha in total) and during unsystematic walks in a remnant area of cerrado sensu stricto located at Itirapina municipality, state of São Paulo, southeastern Brazil. The list comprised 195 plant species, corresponding to 54 families and 131 genera. The richest families were Fabaceae (25 species), Asteraceae (16), Myrtaceae (16), Rubiaceae (11), Bignoniaceae and Malpighiaceae (10 each), Melastomataceae (9), and Erythroxylaceae, Sapindaceae and Annonaceae (6). Predominant life forms included shrubs and trees, with 68% of the species, followed by lianas with 12%, sub-shrub and herbs with 10% each. Bees were the dominant pollinators (67,5%) and the majority of species had seeds dispersed by animals (56.8%), mostly by birds, followed by wind (33.3%) and self-dispersed (11.2%). More than 60% of the total species were classified as "typical" Cerrado species. Bowdichia virgilioides was the only species classified as Near Threatened (NT) and 157 were regarded as Data Deficient (DD). Our dataset provides floristic, structural, and ecological information for one of the targeted areas for Cerrado survey at São Paulo state, contributing to the understanding of diversity patterns and future conservation and restoration actions in this threatened hotspot.

Resumo: Apresentamos uma lista de verificação de plantas vasculares baseada em 12 anos de inventário realizado em 36 parcelas (10 m x 2 m; 0,18 ha no total) e caminhadas assistemáticas em uma área remanescente de cerrado sensu stricto localizada em Itirapina, município do estado de São Paulo, sudeste do Brasil. A lista é composta por 195 espécies de plantas, correspondendo a 54 famílias e 131 gêneros. As famílias mais ricas foram Fabaceae (25 espécies), Asteraceae (16), Myrtaceae (16), Rubiaceae (11), Bignoniaceae e Malpighiaceae (10 cada), Melastomataceae (9) e Erythroxylaceae, Sapindaceae e Annonaceae (6). As formas de vida predominantes incluíram arbustos e árvores (33,7% das espécies), seguidas por lianas (12%), arbustos e ervas (10%). As abelhas foram os polinizadores dominantes (67,5%) e o principal modo de dispersão foi a zoocoria (56,8%), representada principalmente por pássaros, seguida por vento (33.3 %) e auto (11.2 %). Mais de 60% das espécies encontradas foram classificadas como espécies "típicas" de Cerrado. Bowdichia virgilioides foi a única espécie pertencente a uma categoria de ameaça "Quase Ameaçada (NT)", sendo 157 delas classificadas na categoria "Deficiente de Dados (DD)". Nosso conjunto de dados fornece informações florísticas, estruturais e ecológicas para uma das áreas-alvo do levantamento do Cerrado no estado de São Paulo, sudeste do Brasil, contribuindo para a compreensão dos padrões de diversidade e futuras ações de conservação neste hotspot ameaçado.

Limited evidence of coupling between above and belowground functional traits in tropical dry forest seedlings / Evidencia limitada de acoplamiento entre rasgos funcionales por encima y por debajo del suelo en plántulas de bosque seco tropical

Abstract Introduction: Water availability is one of the main factors determining the distribution of woody species in the tropics. Although the functional mechanisms that determine the species tolerance to water deficit have been extensively studied in adult individuals, the responses of early ontogenetic stages have been less explored. Objective: To identify functional strategies and trait correlations between different seedlings' dimensions (leaf, stem, and root). We expect limited coordination between above and below-ground functional traits due to a single conservation-acquisition trade-off cannot capture the variability of functions and environmental pressures to which the root system is subjected. Methods: We measured 12 functional traits belonging to 38 seedling species in a tropical dry forest in Colombia. We explored the relationships between pairs of traits using Pearson correlations, and to obtain an integrated view of the functional traits, a principal component analysis (PCA) was performed. Results: The results showed limited evidence of linkage between above- and below-ground traits, but we did find significant correlations between traits for the continuum of conservative and acquisitive strategies. Root traits related to water and nutrient take capacity formed an orthogonal axis to the acquisitive-conservative continuum. Conclusions: Our results showed that dry forest seedlings have different functional strategies to cope with water deficit. The incorporation of root traits helps to explain new functional strategies not reported for leaf and stem traits. This study contributes to understanding the mechanisms that explain species coexistence and is particularly relevant for predicting future forest trajectories.

Resumen Introducción: La disponibilidad de agua es uno de los principales factores que determina la distribución de las especies leñosas en los trópicos. A pesar que los mecanismos funcionales que determinan la tolerancia de las especies al déficit hídrico han sido ampliamente estudiados en los individuos adultos, las respuestas de estados ontogenéticos tempranos han sido menos exploradas. Objetivo: Identificar las estrategias funcionales y las correlaciones de rasgos entre diferentes dimensiones de las plántulas (hoja, tallo y raíz). Nosotros esperamos baja coordinación entre los rasgos funcionales sobre y bajo el suelo debido a que un único trade-off conservación-adquisición de recursos, no puede capturar la variabilidad de funciones y presiones ambientales a las que están expuestas las raíces. Métodos: Medimos 12 rasgos funcionales pertenecientes a 38 plántulas en un bosque seco en Colombia. Exploramos las relaciones entre pares de rasgos usando correlaciones de Pearson, y para tener una visión integrada de los rasgos funcionales, usamos un análisis de componentes principales (ACP). Resultados: Reportamos limitada evidencia de acoplamiento entre los rasgos sobre y bajo el suelo, pero encontramos correlaciones significativas entre el continuo de estrategias conservativas y adquisitivas. Los rasgos de raíz relacionados con la capacidad de absorción de agua y nutrientes formaron un eje ortogonal al continuo adquisitivo-conservativo. Conclusiones: Nuestros resultados mostraron que las plántulas del bosque seco tienen diferentes estrategias funcionales para lidiar con el déficit hídrico. La incorporación de los rasgos de la raíz ayuda a explicar nuevas estrategias funcionales no reportadas por los rasgos de hoja y tallo. Este estudio contribuye al entendimiento de los mecanismos que explican la coexistencia de especies y es particularmente relevante para predecir las trayectorias de los bosques futuros.

Functional responses of stream fish communities to rural and urban land uses

We tested the effects of ruralization and urbanization on the functional diversity indices and the composition of functional traits of Neotropical stream fish communities. The study was carried out in 24 streams of the Pirapó, Piquiri, Paraná III and Iguassu river basins. Land use in the watershed was categorized as percentages of native vegetation, rural occupation and urban occupation. Statistical tests revealed negative bivariate correlations between functional dispersion and the proportion of native vegetation in the watershed. The results indicate that a higher percentage of rural or urban occupation is associated with increased functional dispersion. In the analyzes of trait composition, significant alterations were observed in response to urbanization while only the increase in herbivory responded to ruralization. As the area of native vegetation is reduced by urbanization, the trait composition changes, with reduced proportions of species with intolerance to hypoxia, migratory reproductive behavior, external fertilization, and subterminal mouth, and increased proportions of species with parental care, detritivory, internal fertilization, and an upper mouth. Therefore, fish species that have these specific characteristics are more likely to disappear from streams as urbanization progresses. In summary, urbanization was related to a greater change in the composition of functional traits than ruralization.(AU)

Nós testamos os efeitos da ruralização e da urbanização sobre os índices de diversidade funcional e da composição de traços funcionais em assembleias de peixes de riachos Neotropicais. Amostras foram feitas em 24 riachos distribuídos nas bacias dos rios Pirapó, Piquiri, Paraná III e Iguaçu. O uso do solo foi categorizado por meio das porcentagens de vegetação, ocupação rural e urbana. Testes estatísticos revelaram correlações negativas bivariadas entre a dispersão funcional e a proporção de vegetação. Os resultados indicaram que maior percentual de ocupação rural ou urbana está associado ao aumento da dispersão funcional. Nas análises de composição de traços foram observadas alterações significativas em resposta à urbanização, enquanto apenas o aumento de herbívoros respondeu à ruralização. À medida que a área de vegetação é reduzida, a composição de traços muda, com redução nas proporções de espécies com intolerância à hipóxia, comportamento reprodutivo migratório, fertilização externa e boca subterminal, e aumento da proporção daquelas com cuidado parental, detritivoria, fertilização interna e boca superior. Portanto, espécies que apresentam essas características têm maior probabilidade de desaparecer dos riachos à medida que a urbanização avança. Em resumo, a urbanização foi relacionada a maior alteração na composição de traços funcionais do que a ruralização.(AU)

Drastic reduction of the functional diversity of native ichthyofauna in a Neotropical lake following invasion by piscivorous fishes

Biological invasions are leading several species to extinction and are projected as a main driver of biodiversity changes in lakes for this century. However, the knowledge of their impacts on the Neotropical ichthyofauna over time remains largely incipient, especially when considering the functional diversity of native communities. Here we aim to identify the effects of non-native species, especially the non-native piscivorous Cichla kelberi and Pygocentrus nattereri, on the functional diversity of the native ichthyofauna of the Carioca Lake, Middle Rio Doce basin, state of Minas Gerais. Using fish occurrence data for eight years from 1983 to 2010 combined with an ecomorphological-trait analysis, we found that while the native species richness dropped to 56%, the functional richness is only 27% of that found before introductions. In other words, more than species, the ichthyofauna suffered an impressive decline in the range of functional traits, which can further have severe impacts on ecological processes within that system. When considering all the components of the current ichthyofauna (native and non-native species), neither taxonomic nor functional richness have changed over time. However, even keeping biodiversity levels, non-native species are not able to fully compensate for the extinct native ones in terms of functions.(AU)

Invasões biológicas vêm levando várias espécies à extinção, sendo projetado como o principal causador de mudanças na biodiversidade em lagos neste século. Entretanto, o conhecimento dos impactos sobre a ictiofauna Neotropical ao longo do tempo permanece bastante incipiente, especialmente quando se considera a diversidade funcional de comunidades nativas. Neste estudo, nós procuramos identificar os efeitos das espécies não nativas, especialmente os piscívoros não nativos Cichla kelberi and Pygocentrus nattereri, sobre a diversidade funcional da ictiofauna da Lagoa Carioca, bacia do médio rio Doce, Minas Gerais. Utilizando dados de ocorrência de oito anos entre 1983 e 2010, combinados a uma análise de atributos ecomorfológicos, observamos que a riqueza de espécies decaiu a 56%, enquanto a riqueza funcional é de apenas 27% da encontrada antes das introduções. Ou seja, mais do que espécies, a ictiofauna sofreu um declínio significativo na amplitude de atributos funcionais, o que pode levar a impactos severos em processos ecológicos neste sistema. Ao considerar todos os componentes da ictiofauna atual (espécies nativas e não nativas), as métricas de riqueza não sofreram alterações ao longo do tempo. Entretanto, mesmo mantendo os níveis de biodiversidade, espécies não nativas não são capazes de compensar totalmente as espécies nativas extintas em termos funcionais.(AU)

Land-use changes affect the functional structure of stream fish assemblages in the Brazilian Savanna

We investigated the mechanisms involved in the relationship between land-use changes and aquatic biodiversity, using stream fish assemblages of the Brazilian Savanna (i.e., Cerrado) as a study model. We tested the prediction that landscape degradation would decrease environmental heterogeneity and change predominant physical-habitat types, which in turn would decrease the functional diversity and alter the functional identity of fish assemblages. We sampled fish from 40 streams in the Upper Paraná River basin, and assessed catchment and instream conditions. We then conducted an ecomorphological analysis to functionally characterize all species (36) and quantify different facets of the functional structure of assemblages. We detected multiple pathways of the impacts from landscape changes on the fish assemblages. Catchment degradation reduced the stream-bed complexity and the heterogeneity of canopy shading, decreasing assemblage functional specialization and divergence. Landscape changes also reduced the water volume and the amount of large rocks in streams, resulting in decreased abundances of species with large bodies and with morphological traits that favor swimming in the water column. We conclude that land-use intensification caused significant changes in aquatic biodiversity in the Cerrado, reinforcing the need to pay special attention to this global hotspot.(AU)

Investigamos os mecanismos envolvidos na relação entre mudanças de uso da terra e biodiversidade aquática, utilizando a ictiofauna de riachos do Cerrado como modelo de estudo. Testamos a predição de que a degradação da paisagem reduz a heterogeneidade ambiental e muda os tipos predominantes de habitat, por sua vez, diminuindo a diversidade e alterando a identidade funcional de comunidades de peixes. Amostramos 40 riachos da bacia do Alto Rio Paraná, e avaliamos as condições da drenagem e do habitat físico local. Em seguida, conduzimos uma análise ecomorfológica para caracterizar funcionalmente todas as espécies (36) e quantificar diferentes facetas da estrutura funcional das comunidades. Detectamos múltiplos caminhos de impacto das alterações da paisagem sobre a ictiofauna. A degradação das bacias de drenagem reduziu complexidade do leito e heterogeneidade no sombreamento pelo dossel, diminuindo especialização e divergência funcional das comunidades. Alterações na paisagem também reduziram volume de água e quantidade de pedras grandes nos riachos, resultando em diminuição na abundância de espécies de maior porte e com atributos morfológicos que favorecem a natação na coluna d'água. Concluímos que a intensificação dos usos da terra causa alterações significativas para a biodiversidade aquática no Cerrado, reforçando a necessidade de especial atenção a este hotspot global.(AU)

Shade tolerance within the context of the successional process in tropical rain forests

Shade tolerance (the capacity to survive and grow over long periods under shade) is a key component of plant fitness and the foundation of current theories of forest succession in tropical rain forests. It serves as a paradigm to understand the optimal allocation of limited resources under dynamic light regimes. I analyze how tropical rain forest succession influences the expression of ecophysiological mechanisms leading to shade tolerance, and identify future areas that will increase our understanding of the ecological and evolutionary consequences of this phenomenon. Shade tolerance is a multivariate, continuous functional trait reflecting the growth-mortality trade-off of investing resources under limited light vs. exploiting high light conditions. I propose the life cycle successional trajectory model of Gómez-Pompa & Vázquez-Yanes as an integrative tool to understand tropical rain forest succession. This model shows how species distribute along the successional environmental gradient based on their degree of shade tolerance and represents a more integrative paradigm to understand the interface between different aspects of species diversity (ontogenetic variation and functional diversity) throughout succession. It proposes that different trait combinations determining shade tolerance are expressed at different stages of the life cycle, which affects how and when plants enter the successional trajectory. Models explaining the expression of shade tolerance (resource availability, carbon gain, CSR, resource competition) are based on whole-plant economics and are not mutually exclusive. The analysis of shade tolerance is biased towards tree seedlings in the understory of mature forests. Other life stages (juvenile and adult trees), life forms, and microhabitats throughout the forest profile are almost always excluded from these analyses. More integrative explanations based on the distribution of functional traits among species, ontogenetic stages, and the nature of the environmental gradient are being developed based on long-term data and chronosequence comparisons. In summary, shade-tolerance is a complex phenomenon, is determined by multiple characters that change ontogenetically over space and time and entails considerable plasticity. Current methods do not account for this plasticity. Understanding the nature of shade tolerance and its functional basis is critical to comprehending plant performance and improving the management, restoration and conservation of tropical rain forests given the combined threats of global warming and habitat loss.

La tolerancia a la sombra (la capacidad de sobrevivir y crecer durante largos períodos bajo sombra profunda) es un componente clave del valor adaptativo de la planta y la base de las teorías actuales de la sucesión forestal de la selva tropical. Sirve como un paradigma para entender la asignación óptima de recursos limitados bajo regímenes dinámicos de luz. En esta revisión analizo cómo la sucesión de los bosques tropicales lluviosos influye en la expresión de los mecanismos ecofisiológicos que conducen a la tolerancia a la sombra, e identifico áreas futuras que pueden aumentar nuestra comprensión de las consecuencias ecológicas y evolutivas de este fenómeno. La tolerancia a la sombra es un rasgo funcional continuo y multivariable que refleja el balance de invertir recursos bajo condiciones de luz limitada versus crecer más rápidamente en condiciones de luz intensa. Propongo el modelo de ciclo de vida a lo largo de la trayectoria de sucesión de Gómez-Pompa y Vázquez-Yanes como una herramienta integradora para entender la sucesión de la selva tropical. Este modelo muestra cómo las especies se distribuyen a lo largo del gradiente ambiental en función de su grado de tolerancia a la sombra, y representa un paradigma más integrador para comprender la interacción entre los diferentes componentes de la diversidad de especies (diversidad taxonómica y funcional y variación ontogenética) a lo largo de la sucesión. El modelo propone que las diferentes combinaciones de caracteres funcionales que determinan la tolerancia a la sombra se expresan en diferentes etapas del ciclo de vida, y afectan cómo y cuándo las plantas ingresan en el proceso de sucesión. Los modelos que explican la expresión de tolerancia a la sombra (disponibilidad de recursos, ganancia de carbono, CSR, competencia de recursos) se basan en la economía de toda la planta y no son mutuamente excluyentes. Se están desarrollando explicaciones más integradoras basadas en la distribución de caracteres funcionales entre especies, etapas ontogenéticas, y micrositios, mediante el uso de estudios de cronosecuencia y metadatos colectados a largo plazo. El análisis de la tolerancia a la sombra está sesgado hacia las plántulas de árboles y el sotobosque. Otras formas de vida y microhábitats dentro del perfil del bosque están casi excluidas de estos análisis. En resumen, la tolerancia a la sombra es un fenómeno complejo, está determinada por múltiples caracteres funcionales que cambian ontogenéticamente en el espacio y el tiempo, e implica una considerable plasticidad. Los métodos actuales no toman en cuenta esta plasticidad. Comprender la naturaleza de la tolerancia a la sombra y su base funcional es fundamental para entender el crecimiento de la planta y mejorar la gestión, restauración, y conservación de los bosques tropicales, los cuales enfrentan las amenazas combinadas del calentamiento global y la pérdida de hábitat.

Beyond specimens: linking biological collections, functional ecology and biodiversity conservation / Más allá de los especímenes: uniendo colecciones biológicas, ecología funcional y conserva- ción de la biodiversidad

Several anthropogenic pressures are threatening biodiversity and may increase in the next years, altering eco- logical processes and ecosystem services. Biological collections offer a rich source of information to develop studies of functional ecology and biodiversity conservation. Key information related to morphology, physiology and life history could be obtained through functional traits provided by specimens in biological collections. Additionally, museum collections present a great potential for document changes of habitat disturbance, using response/effect framework, functional diversity measures, and fluctuating asymmetry approaches. Despite limitations of specimens in data such as abundance, imprecisions in specimen´s georeferencing, errors in taxonomic identification and the poor preservation state of some specimens, biological collections contain vast data banks, which could be useful in the contribution of key information for land use management and conservation planning.

Varias presiones antropogénicas amenazan la biodiversidad y pueden aumentar en los próximos años, alterando procesos ecológicos y servicios ecosistémicos. Las colecciones biológicas ofrecen una abundante fuente de información para desarrollar estudios de ecología funcional y conservación de la biodiversidad. Información clave relacionada con morfología, fisiología e historia de vida puede ser obtenida a través de los rasgos fun- cionales proporcionados por los ejemplares de colecciones biológicas. Adicionalmente, las colecciones de los museos presentan un gran potencial para documentar cambios en la perturbación del hábitat usando el marco de efecto/respuesta, las medidas de diversidad funcional, y el enfoque de asimetría fluctuante. A pesar de las limitaciones de los especímenes en datos como la abundancia, imprecisiones en la georreferenciación de los especímenes, errores en la identificación taxonómica y el mal estado de conservación de algunos ejemplares, las colecciones biológicas contienen enormes bancos de datos que podrían ser útiles en el aporte de información clave para el manejo del uso del suelo y los planes de conservación.

Floristic-functional variation of tree component along an altitudinal gradient in araucaria forest areas, in Southern Brazil

ABSTRACT We aimed to investigate the taxonomic and functional variations of tree component of Araucaria Forest (AF) areas located along an altitudinal gradient (700, 900 and 1,600 m asl), in the southern region of Brazil. The functional traits determined were leaf area, specific leaf area, wood density, maximum potential height and dispersal syndromes and deciduousness. The data were analyzed through a functional and taxonomic dissimilarity dendrograms, community-weighted mean trait values, parametric and nonparametric tests, and Principal Component Analysis. The largest floristic-structural similarity was observed between the lower altitude areas (700 and 900 m asl), whose Bray-Curtis distance was 0.63. The area at 700 m asl was characterized by a predominance of deciduous and semi-deciduous species, with a high number of self- and wind-dispersed species, whereas the area at 1,600 m asl exhibited a predominance of animal-dispersed and evergreen species. It was also observed that there were significant variations for leaf traits, basic wood density and maximum potential height. Over all altitudinal gradient, the ordinations indicated that there was no evidence of functional differentiation among dispersal and deciduousness groups. In conclusion, the evaluated Araucaria Forest areas presented high floristic-functional variation of the tree component along the altitudinal gradient.

Functional diversity influence in forest wood stock: a study of the brazilian savanna / Influência da diversidade funcional no estoque florestal: um estudo do cerrado

Research regarding biodiversity and ecosystem services has been demonstrating a positive correlation among the ecosystem processes, such as the carbon sink into plant biomass and the quantity of carbon in natural vegetation. Nonetheless, it is hard to understand the biodiversity measurements, because they involve gene, phenotypic, population, species, community and ecosystem diversity. The functional diversity refers to the species richness and variety, their characteristics and how that affects the functioning of an ecosystem. Primary productivity is a key factor that affects the functioning of a forest ecosystem. Thus, the aim of this paper was to evaluate the influence of functional diversity on the woody volume productivity (as a proxy for primary production) in the Brazilian savanna. We used six functional characteristics, and to verify the relation between forest production and functional diversity facets, we tested many models. Regarding wood volume, the best models were the exponential and logarithmic. None of the linear models showed significant regression parameters as there was no additive relationship among the multifaceted aspects of functional diversity and wood volume. We found a positive correlation between the functional diversity and primary productivity, which can be used to forecast the effects of diversity variation on ecosystem services.

Pesquisas sobre biodiversidade e serviços ecossistêmicos tem demonstrado uma correlação positiva entre os processos do ecossistema, como a absorção de carbono pela biomassa vegetal. No entanto, é difícil entender a medida da biodiversidade, porque ela envolve a diversidade de genes, fenotípica, população, espécie, comunidade e ecossistema. A diversidade funcional ser refere a quantidade e a variedade de espécies, suas características e como isso afeta o funcionamento de um ecossistema. Produtividade primária é um fator chave que afeta o funcionamento de um ecossistema florestal. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da diversidade funcional quanto à produtividade de volume de madeira. Usamos seis características funcionais. Para verificar a relação entre a produção florestal e aspectos da diversidade funcional, testamos diversos modelos. Em relação ao volume, os melhores modelos foram os exponenciais e logarítmicos. Nenhum dos modelos lineares mostrou parâmetros significativos ou regressão, ou seja, não existe relação aditiva entre os aspectos multifacetados da diversidade funcional e o volume de madeira. Encontramos uma correlação positiva entre a diversidade funcional e a produtividade primária que permite uma melhor previsão dos efeitos das alterações da diversidade funcional sobre os serviços ecossistêmicos.

Inter-site variation in allometry and wood density of Goupia glabra Aubl. in Amazonia / Variação entre-sítios na alometria e densidade da madeira de Goupia glabra Aubl. na Amazônia

Abstract The present study aims to compare the allometry and wood density of Goupia glabra Aubl. (Goupiaceae) in two different terra-firme sites in Amazonian forest. A total of 65 trees ≥ 10 cm DBH was sampled in both sites, with 39 trees in Nova Olinda do Norte (NOlinda, near the Amazon River) and 29 trees in Apuí (near the southern edge of the Amazon forest). Except for the relationship between DBH (diameter at breast height) and Ht (total height), allometric relationships for G.glabra differed significantly between sites. Apuí had lower intercept and greater slope for log10 (DBH) versus log10 (Hs – stem height), and, conversely, greater intercept and lower slope for log10 (DBH) versus log10 (Ch – crown height). The slope differed significantly between the sites for DBH versus Cd (crown diameter), with greater slope found for NOlinda. Mean basic wood density in Apuí was 8.8% lower than in NOlinda. Our findings highlight the variation in adaptive strategy of G. glabra due to environmental differences between sites. This is probably because of different canopy-understory light gradients, which result in differentiation of resource allocation between vertical and horizontal growth, which, in turn, affects mechanical support related to wood density. We also hypothesize that differences in soil fertility and disturbance regimes between sites may act concomitantly with light.

Resumo O presente estudo tem como objetivo comparar a alometria e a densidade da madeira de Goupia glabra em dois diferentes sítios de floresta de terra firme na Amazonia. Um total de 65 árvores com DAP ≥ 10 cm foi amostrado em ambos os sítios, sendo 39 árvores em Nova Olinda do Norte (NOlinda, próximo ao rio Amazonas) e 29 em Apuí (próximo à borda sul da Amazônia). Exceto para a relação entre o DBH (diâmetro a altura do peito) e a Ht (altura total), as relações alométricas para G. glabra diferiu significativamente entre os sítios. Apuí apresentou menor intercepto e maior inclinação para a relação log10 (DBH) versus log10 (Hs – altura do fuste) e, ao contrário, maior intercepto e menor inclinação para log10 (DBH) versus log10 (Ch – altura da copa). A inclinação diferiu significativamente entre os sítios para DBH versus Cd (diâmetro da copa), com maior inclinação encontrada para NOlinda. A densidade básica média da madeira in Apuí foi 8.8% menor do que em NOlinda. Os resultados deste estudo destacam a variação na estratégia adaptativa de G. glabra devido às diferenças ambientais entre os sítios. Isto é provavelmente consequência dos diferentes gradientes de luz o que resulta na diferenciação na alocação de recursos entre o crescimento vertical e horizontal o que, por sua vez, afeta o suporte mecânico relacionado à densidade da madeira. Nós também levantamos a hipótese de que as diferenças em termos de fertilidade e regimes de distúrbios entre os sítios podem agir concomitantemente com o regime de luz.

Influence of light on the initial growth of invasive Cryptostegia madagascariensis Bojer in the Brazilian semiarid region / Influência da luz no crescimento inicial da invasora Cryptostegia madagascariensis Bojer no semiárido Brasileiro

The invasion by Cryptostegia madagascariensis causes economic and environmental problems in Northeastern Brazil. Current study evaluates the initial growth of C. madagascariensis on light gradient. The experiment used 0, 30, 50 and 70% shading treatments arranged in a completely randomized design and evaluated in four periods, namely, 35, 50, 65 and 80 days. Height, absolute growth rate, relative growth rate, number of side branches, number of leaves, leaf area, specific leaf area, leaf area ratio, root mass ratio, stem mass ratio, leaf mass ratio and leaf area/root mass ratio were evaluated. Results showed that the height was greater in shade environments, and the greater the available light, the greater was the number of side branches. C. madagascariensis is able to change the leaf area, specific leaf area and biomass allocation in different shadings. Since C. madagascariensis varies growth forms and performs morphological adjustments to increase light uptake, the plant has warranted success during the initial growth under different shadings.

A invasão da Cryptostegia madagascariensis causa problemas econômicos e ambientais no Nordeste do Brasil. O objetivo do trabalho foi estudar o crescimento inicial da C. madagascariensis em gradiente de luz. O experimento utilizou os tratamentos de 0, 30, 50 e 70% de sombreamento, dispostos em um delineamento experimental inteiramente casualizado e avaliados em quatro períodos: 35, 50, 65 e 80 dias. Foram avaliados a altura, a taxa de crescimento absoluto, a taxa de crescimento relativo, o número de ramos laterais e de folhas, a área foliar, a área foliar específica, a razão de área foliar, a razão de massa da raiz, a razão de massa do caule, a razão de massa das folhas e a razão área foliar/massa da raiz. Os resultados mostraram que a altura foi maior em ambientes sombreados e, quanto mais luz disponível, maior o número de ramos laterais. A C. madagascariensis é capaz de alterar a área foliar, a área foliar específica e na alocação de biomassa nos diferentes sombreamentos. Portanto, a C. madagascariensis varia a forma de crescimento e realiza ajustes morfológicos para aumentar a captação de luz, o que garantiu seu sucesso durante o crescimento inicial em diferentes sombreamentos.

Temporal change in species and functional plant traits in the moist grassland on the Sete Cidades National Park, Piauí, Brazil / Mudança temporal nas espécies e atributos funcionais de plantas em campo limpo úmido de Cerrado no Parque Nacional de Sete Cidades, Piauí, Brasil

The present study investigated the dynamic on a short-time scale in the vegetation in moist grassland of the Sete Cidades National Park, Piauí. Herb-subshrub layer samples was carried out in July 2007, 2009 and 2011. Changes in structural, floristic and functional traits in the community were assessed by species richness, diversity and similarity indices between those periods, as well as by hierarchical classification and ordination. Cluster and Principal Component Analyses identified functional groups according to 23 species trait state. To distinguish the contribution of space and time configuration in the community structure, we used the variance partition technique. The functional groups of chamaephytes and therophytes II were associated with wetter sites, while the groups of non-tussock hemicriptophytes I, tussock hemicriptophytes (FG4), and geophytes (FG5) were associated to the drier ones. We found a non-accelerated dynamics, at least on a short-time scale, represented by some descriptors in the community, such as the close similarity between the inventories and ordering of sampling transects in moist grassland. Therefore, besides considering the partition of the temporal niche as a mechanism for the co-existence of species, the heterogeneity of space dictated by environmental filters seems to determine the stability of the this grassland communities over time.

O presente estudo investigou a dinâmica em uma curta escala de tempo na vegetação de campo limpo úmido do Parque Nacional Sete Cidades Park, Piauí. Amostragens da camada herbáceo-subarbustiva foram realizadas em julho de 2007, 2009 e 2011. Mudanças estruturais, florísticas e de atributos funcionais da comunidade foram avaliadas por índices de riqueza de espécies, diversidade e similaridade entre esses períodos, bem como por classificação hierárquica e ordenação. Análise de Componentes Principais e de Cluster identificaram grupos funcionais de acordo com 23 atributos das espécies. Para distinguir a contribuição do espaço e do tempo nas análises, usamos técnicas de partição de variância. Os grupos funcionais das caméfitas e terófitas II foram associados com os locais mais úmidos, enquanto os grupos de hemicriptófitas I não entouceiradas, hemicriptófitos entouceiradas e das geófitas (GF5) foram associados aos mais secos. Nós encontramos uma dinâmica não-acelerada, pelo menos em uma escala de curta duração, representada por alguns descritores da comunidade, tais como a similaridade entre os inventários e a ordenação dos transectos no campo limpo úmido. Assim, além de considerar a partição do nicho temporal como um mecanismo para a coexistência de espécies, a heterogeneidade do espaço ditada por filtros ambientais parece determinar a estabilidade destas comunidades campestres ao longo do tempo.

Plant functional traits with particular reference to tropical deciduous forests: A review.

Functional traits (FTs) integrate the ecological and evolutionary history of a species, and can potentially be used to predict its response as well as its influence on ecosystem functioning. Study of inter-specific variation in the FTs of plants aids in classifying species into plant functional types (PFTs) and provides insights into fundamental patterns and trade-offs in plant form and functioning and the effect of changing species composition on ecosystem functions. Specifically, this paper focuses on those FTs that make a species successful in the dry tropical environment. Following a brief overview, we discuss plant FTs that may be particularly relevant to tropical deciduous forests (TDFs). We consider the traits under the following categories: leaf traits, stem and root traits, reproductive traits, and traits particularly relevant to water availability. We compile quantitative information on functional traits of dry tropical forest species. We also discuss trait-based grouping of plants into PFTs. We recognize that there is incomplete knowledge about many FTs and their effects on TDFs and point out the need for further research on PFTs of TDF species, which can enable prediction of the dynamics of these forests in the face of disturbance and global climate change. Correlations between structural and ecophysiological traits and ecosystem functioning should also be established which could make it possible to generate predictions of changes in ecosystem services from changes in functional composition.

Can we predict dispersal guilds based on the leaf-height-seed scheme in a disjunct cerrado woodland? / Podemos prever guildas de dispersão com base no esquema folha-altura-semente em um cerrado sensu stricto disjunto?

Although there have been advances in methods for extracting information about dispersal processes, it is still very difficult to measure them. Predicting dispersal groups using single readily-measured traits would facilitate the emergence of instructive comparisons among ecological strategies of plants and offer a path towards improved synthesis across field experiments. The leaf-height-seed scheme consists of three functional traits: specific leaf area, plant canopy height, and seed mass. We tested, applying logistic regression analysis, whether these traits are potential predictors of dispersal guilds in a disjoint cerrado woodland site in southeastern Brazil. According to our results, none of the plant traits studied could predict dispersal guild; this means that abiotically and biotically dispersed species showed similar values of specific leaf area, height, and seed mass. The species of both guilds exhibited sclerophylly, probably a result of the typical soil nutrient deficiency of cerrado, which also may have placed constraints upon plant canopy height regardless of the dispersal mode. In the cerrado, some abiotically dispersed trees might present higher than expected seed mass as support to the investment in high root-to-shoot ratio at the seedling stage. Seeds of bird-dispersed species are limited in size and mass because of the small size of most frugivorous birds. Since soil nutrient quality might contribute to the similarity between the dispersal guilds regarding the three traits of the scheme, other plant traits (e.g., root depth distribution and nutrient uptake strategy) that detail the former should be considered in future predictive studies.

Embora tenham ocorrido avanços nos métodos de aquisição de informações sobre os processos de dispersão, ainda é difícil medi-los. Predizer grupos de dispersão usando atributos simples e práticos facilitaria o aparecimento de comparações instrutivas entre as estratégias ecológicas das plantas e ofereceria um caminho em direção à síntese efetiva de experimentos de campo. O esquema Folha-Altura-Semente consiste em três atributos funcionais: área foliar específica, altura e massa da semente. Testamos, aplicando análise de regressão logística, se esses atributos são potenciais previsores das guildas de dispersão em uma área disjunta de cerrado sensu stricto no Sudeste brasileiro. Segundo os nossos resultados, nenhum dos atributos estudados pôde prever a guilda de dispersão. Isso significa que espécies abiótica e bioticamente dispersas apresentaram valores similares de área foliar específica, altura e massa da semente. As espécies de ambas as guildas exibiram esclerofilia, provavelmente um resultado da deficiência nutricional típica dos solos do cerrado, o que, por sua vez, pode ter limitado à altura das espécies independentemente do seu modo de dispersão. No cerrado, algumas árvores com dispersão abiótica podem apresentar sementes mais pesadas do que o esperado devido ao investimento em elevada razão raiz-caule no estádio de plântula. Sementes de espécies ornitocóricas são limitadas no seu tamanho e massa por causa do reduzido tamanho da maioria das aves frugívoras. Uma vez que a qualidade nutricional do solo do cerrado pode contribuir com a similaridade entre as guildas de dispersão no que diz respeito aos três atributos do esquema, outros atributos (por ex., distribuição da profundidade da raiz e estratégia de captação de nutrientes) que detalhem a primeira devem ser considerados em estudos futuros.