Padrões florísticos e tipos funcionais em floresta com araucária e suas relações com o solo

Abstract

Duas áreas de mata com araucária (Araucaria angustifolia) na Floresta Nacional de São Francisco de Paula (29º23' e 29º27'S; 50º23'e 50º25'W) foram estudadas com base na composição florística e tipos funcionais (TFs) para a detecção de padrões espaciais e sua associação com as condições do solo. TFs foram definidos a partir de 19 atributos morfo-funcionais qualitativos e quantitativos avaliados para cada espécie amostrada. Em cada área, um transecto de quadros contíguos foi marcado com 24 quadros de 4,5 x 4,5m (quadros pequenos) dentro de quatro quadros contíguos de 27 x 27m (quadros grandes). Foi amostrado um total de 568 indivíduos arbóreos lenhosos com pelo menos 2m de altura, pertencentes a 31 famílias e 74 espécies. As análises dos dados com os quadros pequenos consideraram duas escalas: P1, com 4,5 x 4,5m e P3, com 4,5 x 13,5m, formados pelo agrupamento de três quadros pequenos contíguos. Myrtaceae e Lauraceae foram as famílias com maior número de espécies em ambas as matas. Numa mata (A), as espécies com maiores valores de importância (VI) foram Stillingia oppositifolia, Eugenia uruguayensis e Sebastiania brasiliensis; na outra (B), as espécies mais importantes foram Araucaria angustifolia, Casearia decandra, Rudgea parquioides e Ilex paraguariensis. Análises de agrupamento foram aplicadas para estudar padrões espaciais com base na composição de espécies e TFs. A congruência (correlação) entre a variação da vegetação e das condições químicas do solo foi avaliada por meio de teste de Mantel; as maiores correlações foram encontradas para os quadros com tamanho P3 tanto para espécies como TFs, mas foram maiores para os últimos. Em geral, tanto com espécies como com TFs, os tipos de vegetação dentro da mata B foram menos agudos e diferentes daqueles da mata A.O solo da mata B apresentou menores teores de Al e maiores teores de Ca, Mg e matéria orgânica que a mata A. A mata A mostrou uma clara diferença em termos de espécies, TFs e condições de solo entre os quadros próximos à borda com o campo e os quadros do interior da mata, enquanto na mata B não houve quadros em borda. Na mata A, o solo nos quadros próximos à borda foram mais ricos em Al. Os padrões da vegetação em termos de espécies foram determinados pela presença das seguintes arvoretas: Casearia decandra e Rudgea parquioides na mata B, Sebastiania brasiliensis e Roupala brasiliensis nos quadros próximos à borda na mata A e Stillingia oppositifolia nos demais quadros desta mata. Os atributos que determinaram TFs com máxima correlação com as condições do solo não foram os mesmos em cada análise, mas em geral os mais relevantes foram os relacionados a atributos das folhas (largura média, comprimento médio, espessura, decidualidade, filotaxia e número de limbos). Na mata B, TFs típicos apresentaram folhas membranáceas e não perenes, folhas compostas ou folhas grandes e perenes. Na mata A, TFs típicos próximo à borda tiveram folhas pequenas e espessas, enquanto dentro da mata predominaram TFs com tamanhos intermediários de folha. Foram realizadas, tanto para espécies como para TFs, análises de variância com aleatorização para testar se os grupos diferiam significativamente com relação aos fatores do solo. Os grupos definidos com base nas espécies nos quadros de tamanho P1 diferiram significativamente na mata A quanto ao Al (P=0,005), e na análise conjunta de ambas as matas quanto ao Al (P=0,003), à matéria orgânica do solo (0,001) e ao Mg (0,001). Os grupos definidos com base em TFs nos quadros de tamanho P1 diferiram significativamente na mata A para o Al (P=0,008) e a matéria orgânica (P=0,002), e na análise conjunta das duas matas para o Ca, Al, Mg, matéria orgânica e pH (P£0,003); nos quadros de tamanho P3 da mata A os grupos diferiram significativamente para o Al (P=0,004) e na análise conjunta de ambas as matas para o Al e o Mg (P£0,024).

Two areas of forest with araucaria (Araucaria angustifolia) in the National Forest of São Francisco de Paula (29º23' e 29º27'S; 50º23'e 50º25'W) were studied for the detection of spatial patterns and their association with soil conditions, based on floristic and plant functional types (PFTs) composition. PFTs were defined on the basis of 19 qualitative and quantitative morphological traits evaluated for each species present. In each forest area a transect of contiguous quadrats was marked with 24 contiguous quadrats of 4.5 x 4.5 m ("small quadrats") inside 4 contiguous quadrats of 27 x 27 m ("large quadrats"). A total of 568 woody individuals with at least 2 m height were found in the quadrats, belonging to 31 families and 74 species. Data analysis with the small quadrats considered 2 scales: P1 with 4.5 x 4.5 m and P3 with 4.5 x 13.5 m by pooling groups of 3 contiguous small quadrats. Myrtaceae and Lauraceae were the families with the largest number of species in both forest areas. In one forest (A) the species with the largest importance values were Stillingia oppositifolia, Eugenia uruguayensis and Sebastiania brasiliensis; in the other (B), the most important species were Araucaria angustifolia, Casearia decandra, Rudgea parquioides and Ilex paraguariensis. Cluster analysis was applied to study spatial patterns based on species and PFTs composition. Congruence (correlation) between vegetation variation and soil chemical conditions was evaluated by means of a Mantel test; the largest correlations were found for quadrats with size P3 for both species and PFTs, but were larger for the latter. In general, with both species and PFTs, vegetation types within forest B were less sharp than and different from the ones in forest A. The soil in forest B presented lower contents of Al and higher contents of Ca, Mg a organic matter than in forest A. Forest A showed a clear difference in terms of species, PFTs and soil conditions between quadrats near the edge with grassland (Campos) and the ones more inside, while in forest B there were no edge quadrats. In forest A the soil in the quadrats near the edge was richer in Al. Vegetation patterns in terms of species were mostly determined by the presence of the following small trees: Casearia decandra and Rudgea parquioides in forest B, Sebastiania brasiliensis and Roupala brasiliensis in forest A near the edge, and S. oppositifolia in the remaining of forest A. The traits that determined PFTs with maximum correlation with soil conditions were not the same in each analysis, but in general the most relevant ones were related to leaf traits (leaf width, leaf length, leaf thickness, deciduousness, leaf arrangement and simple/composite leaves). In forest B typical PFTs presented membranaceous and nonperennial leaves, composite leaves or large perennial leaves. In forest A near the edge typical PFTs had small and thick leaves, while within the forest predominated PFTs with intermediate leaf size. For both species and PFTs analysis of variance with randomization was performed to test if the compositional groups differed significantly with respect to soil factors. The groups defined on the basis of species in P1 quadrats in forest A differed significantly for Al (P= 0,005) and in the joint analysis of both forests differed significantly for Al (P=0,003), soil organic matter (P=0,001) and Mg (P=0,001). The groups defined on the basis of PFTs in the P1 quadrats in forest A differed significantly for Al (P=0,008) and organic matter (P=0,002) and in the joint analysis of both forests differed significantly for Ca, Mg, Al, organic matter and pH (P£0,003); in the P3 quadrats in forest A differed significantly Al (P=0,004) and in the joint analysis of both forests differed significantly for Al and Mg (P£0,024).