Does climate influence spatial variation of tree species alpha diversity in the Brazilian Atlantic rainforest? / O clima influencia a variação espacial da diversidade alfa de espécies arbóreas na floresta pluvial Atlântica do Brasil?

ABSTRACT

We tested the hypothesis that the variation in tree species alpha diversity is driven by climate in the Brazilian Atlantic Rainforest (ARF). Considering 139 samples of trees with DBH ≥ 4.8 cm, we correlated alpha diversity measures (Shannon heterogeneity index H', Chao I richness estimator, and Simpson concentration index C) with climate variables (perhumidity index, mean annual rainfall, and mean annual temperature) and spatial variables (latitude, longitude, and altitude). Using CCA, multiple regression analysis and RDA procedures, we found a positive relationship between latitude, longitude, and altitude with Shannon's diversity index and Chao I richness estimator, and a negative relationship with Simpson concentration index. Over 75% of the variation remained unexplained and were attributed to stochastic processes. These results indicate that climate has a very weak influence on tree species alpha diversity, which is more influenced by spatial variation in the ARF. We propose that the current tree species alpha diversity could be a result of the history of the ARF during the Cenozoic, when geological events and climate oscillations could have triggered biogeographic processes, such as alternating episodes of vicariance and dispersal, which would have lead to the great diversity of species and heterogeneity across the geographic space observed today.

RESUMO

Investigamos a hipótese de que a variação da diversidade alfa de espécies de árvores é determinada pelo clima na Floresta Pluvial Atlântica brasileira (FPA). Considerando 139 amostras de árvores com DAP ≥ 4,8 cm, correlacionamos medidas de diversidade alfa (heterogeneidade de Shannon H', riqueza Chao I e concentração de Simpson C) com variáveis climáticas (índice de perumidade, precipitação total média anual e temperatura anual média) e variáveis espaciais (latitude, longitude e altitude). Aplicando CCA, análise de regressão múltipla e RDA, encontramos correlação positiva da latitude, longitude e altitude com H' e Chao I e uma correlação negativa com a concentração de Simpson. Mais de 75% das variações permaneceram inexplicadas e foram atribuídas a processos estocásticos. Esses resultados indicam que o clima tem uma fraca influência sobre a diversidade alfa de espécies arbóreas, a qual é mais influenciada pela variação do espaço na FPA. Propomos que a atual diversidade de espécies de árvores poderia ser um resultado da história da FPA durante o Cenozoico, quando eventos geológicos e oscilações climáticas poderiam ter desencadeado processos biogeográficos como episódios alternados de vicariância e dispersão, os quais poderiam ter levado à grande diversificação de espécies e sua heterogeneidade no espaço geográfico que se observa atualmente.