Interdisciplinary paleovegetation study in the Fernando de Noronha Island (Pernambuco State), northeastern Brazil

The aim of this research was to reconstruct vegetation changes (with climate inferences) that occurred during the Holocene in the Fernando de Noronha Island, Pernambuco State, northeastern Brazil. The research approach included the use of geochemical (mineralogy, elemental), carbon isotopes (δ13C, 14C) and pollen analyses in soil organic matter (SOM) and sediments collected in Lagoa da Viração and Manguezal do Sueste. The carbon isotopes data of SOM indicated that there was no significant vegetation changes during the last 7400 BP, suggesting that the climate was not the determinant factor for the vegetation dynamics. The pollen analysis of the sediment of a core collected in the Lagoa da Viração showed the absence of Quaternary material in the period between 720 BP and 90 BP. The mineralogical analysis of deeper layer showed the presence of diopside indicating this material was developed "in situ". Only in the shallow part of the core were found pollen of similar plant species of the modern vegetation. The geochemistry and isotope results, in association with the sediment type and pollen analyses of sediment samples of Manguezal do Sueste, indicated variations in the vegetation and in its location since the middle Holocene. Such variations can be associated with climatic events and sea level oscillations and also with anthropogenic events considering the last five hundred years.

Esta pesquisa teve o objetivo de reconstruir trocas de vegetação (com referências climáticas) que ocorreram durante o Holoceno na ilha de Fernando de Noronha, Estado de Pernambuco, nordeste do Brasil. Para o desenvolvimento da pesquisa utilizou-se de análises geoquímicas (minerais, elementar), isótopos do carbono (δ13C, 14C) e análises polínicas em solos e sedimentos coletados na Lagoa da Viração e no manguezal do Sueste. Os isótopos do carbono dos solos indicaram que não houve trocas significativas de vegetação durante os últimos 7400 anos AP, sugerindo que o clima não foi um fator determinante para a dinâmica da vegetação. A análise polínica dos sedimentos da Lagoa da Viração mostrou ausência de elementos quaternários no período entre 720 AP e 90 AP. A análise mineralógica das camadas mais profundas mostrou a presença de diopsídeo, indicando que este material foi desenvolvido"in situ". Somente na parte superficial do testemunho foram encontrados palinomorfos de plantas similares à vegetação moderna. Os resultados geoquímicos e isotópicos, em associação com o tipo de sedimento e as análises polínicas das amostras de sedimento do Manguezal do Sueste, indicaram variações na vegetação e na sua localização desde o Holoceno médio. Tais variações podem estar associadas a eventos climáticos e oscilações do nível do mar e também a eventos antrópicos considerando os últimos quinhentos anos.

Dinâmica do ecótono floresta-campo no sul do estado do Amazonas no Holoceno, através de estudos isotópicos e fitossociológicos / Vegetation dynamics during the Holocene in a forest-savanna transition, Southern Amazon Basin, based on isotope and phytosociological studies

Com o emprego dos isótopos do carbono (12C, 13C, 14C) da matéria orgânica do solo (MOS) e das plantas, é apresentado um estudo comparativo entre perfis orgânicos de solos formados em depressões de áreas cobertas por ecossistemas de campos e florestas ao sul do estado do Amazonas, visando o entendimento da dinâmica da paleovegetação. A dinâmica da vegetação atual na região foi avaliada utilizando-se estudos fitossociológicos e caracterizações botânica e isotópica (delta13C) das espécies de plantas presentes em duas bordas floresta-campo. Teores de carbono orgânico total foram superiores nas camadas superficiais no campo, quando comparados com a floresta. Dados de delta13C associados à cronologia do 14C indicaram predomínio de plantas C3 no início do Holoceno em ambos os ecótonos. Entre aproximadamente 7.000-3.000 anos AP verificou-se a influência crescente de plantas C4, indicando regressão da floresta com possível presença de um clima mais seco. A partir de aproximadamente 3.000 anos AP os dados sugeriram expansão da floresta provavelmente relacionada ao retorno a um clima mais úmido. A presença de algumas espécies características da borda, como a Sclerolobium paniculatum e Himatanthus sucuuba, nos campos, sugere o atual avanço da floresta sobre os mesmos. Estas espécies estariam sendo as bioindicadoras desse avanço.

This paper presents a comparative study between organic soil horizons formed in depressions located at the forest/savanna boundary in the Southern Amazon Basin. The influence of the paleovegetation dynamics, based on carbon isotope (12C, 13C and 14C) data of soil organic matter (SOM) and plants was evaluated, as well as the present vegetation dynamics, inferred from the modern vegetation structure, composition and phytosociology. The uppermost soil horizon in savanna showed higher total carbon content than in forest. 13C and 14C data from soil samples indicated a predominance of C3 plants in the early Holocene. About 7000 to 3000 14C yr BP the influence of C4 plants increased, indicating savanna expansion probably related to a drier climate in the region. Since approximately 3000 14C yr BP, the carbon isotope data suggest the expansion of forest probably due to a wetter climate. The presence of typical boundary plant species (Sclerolobium paniculatum and Himatanthus sucuuba) in the savanna also suggested present forest expansion.