Allometric models to estimate tree height in northern Amazonian ecotone forests / Modelos alométricos para estimar altura de árvores em florestas ecotonais do norte da Amazônia

Allometric models defining the relationship between stem diameter and total tree height in the Amazon basin are important because they refine the estimates of tree carbon stocks and flow in the region. This study tests different allometric models to estimate the total tree height from the stem diameter in an ecotone zone between ombrophilous and seasonal forests in the Brazilian state of Roraima, in northern Amazonia. Stem diameter and total height were measured directly in 65 recently fallen trees (live or dead). Linear and nonlinear regressions were tested to represent the D:H relation in this specific ecotone zone. Criteria for model selection were the standard error of the estimate (Syx) and the adjusted coefficient of determination (R²adj), complemented by the Akaike Information Criterion (AIC). Analysis of residuals of the most parsimonious nonlinear models showed a tendency to overestimate the total tree height for trees in the 20-40 cm diameter range. Application of our best fitted model (Michaelis-Menten) indicated that previously published general equations for the tropics that use diameter as the independent variable can either overestimate tree height in the study area by 10-29% (Weibull models) or underestimate it by 8% (climate-based models). We concluded that our site-specific model can be used in the ecotone forests studied in Roraima because it realistically reflects the local biometric relationships between stem diameter and total tree height. Studies need to be expanded in peripheral areas of northern Amazonia in order to reduce uncertainties in biomass and carbon estimates that use the tree height as a variable in general models. (AU)

Modelos alométricos que definem o relacionamento entre diâmetro do tronco e a altura total da árvore na bacia amazônica são importantes porque refinam as estimativas de fluxo e estoques de carbono arbóreo na região. Este estudo testou diferentes modelos alométricos para estimar a altura total de árvores a partir do diâmetro do tronco em uma zona de ecótono entre florestas ombrófilas e sazonais no estado de Roraima, norte da Amazônia. Diâmetro do tronco e altura total foram medidos de forma direta em 65 árvores tombadas recentemente (vivas e mortas). Regressões linear e não-linear foram testadas para representar a relação D:H nesta zona específica de ecótono. Os critérios de seleção dos modelos foram o erro padrão da estimativa (Syx), o coeficiente de determinação ajustado (R²adj) e o Critério de Informação de Akaike (AIC). A análise dos resíduos dos modelos não-lineares mais parcimoniosos mostrou uma tendência de superestimar a altura total para árvores entre 20-40 cm de diâmetro do tronco. A aplicação do modelo melhor ajustado (Michaelis-Menten) indicou que equações gerais publicadas previamente para os trópicos que usam diâmetro como variável independente podem superestimar em 10-29% (modelos Weibull) ou subestimar em 8% (modelos baseados no clima) a altura das árvores na área de estudo. Nós concluímos que o modelo de melhor ajuste pode ser usado nas florestas ecotonais estudadas em Roraima, porque ele reflete realisticamente o relacionamento biométrico local entre diâmetro do tronco e altura total da árvore. É necessário expandir os estudos para outras áreas periféricas do norte da Amazônia, com o intuito de reduzir as incertezas em estimativas de biomassa e carbono arbóreo que adotem altura da árvore como uma variável em modelos gerais.(AU)

Functional leaf traits of understory species: strategies to different disturbance severities / Traços funcionais foliares de espécies de sub-bosque: estratégias às diferentes intensidades de perturbação

The specific leaf area (SLA) has been related to environmental disturbances, showing a positive correlation between the disturbances intensities and SLA in a plant community. These studies, however, assessed the responses of plant community as a whole, neglecting species attributes, such as the position in the vertical stratum of forests. Considering the importance of SLA to understand forest ecological processes, this study aimed to determine the influence of the disturbance regime on the SLA of understory species, considering that, unlike for communities as a whole, an increase in the disturbance intensity implies a decrease in SLA of understory species. This study was conducted in nine understories of seasonal forests in Brazil. The most abundant species were selected and their SLA were evaluated. The variability of SLA among populations in different forests was analyzed by Student’s t-tests. The SLA of the understories (SLAU) was also compared by an adaptation of the Community-weighted mean index. The comparison of species SLA showed significant differences among the populations of understories under different disturbance regime, showing a decrease in SLA with an increase in the disturbance intensity. Similar results were found for the SLA of understories communities (SLAU), corroborating our hypothesis. The correlation between a reduction in species SLA and in SLA of understory with an increase in disturbance intensity, contradicted the trend observed in the literature for the community as a whole. This study highlights the importance of the evaluation of SLA in understories, as an indicator of the successional stage of communities.

A área foliar específica (SLA) tem sido relacionada a distúrbios ambientais, apresentando uma correlação positiva entre a intensidade de perturbação e a SLA da comunidade vegetal. Estes estudos, no entanto, avaliaram as respostas da comunidade vegetal como um todo, negligenciando os atributos por espécies, tais como a posição vertical no estrato florestal. Considerando a importância da SLA para entender os processos ecológicos das florestas, este estudo teve como objetivo determinar a influência do regime de perturbação na SLA de espécies de sub-bosque, cuja hipótese é que, ao contrário de comunidades como um todo, um aumento na intensidade de perturbação implica na diminuição da SLA de espécies de sub-bosque. Este estudo foi realizado em nove sub-bosque de florestas estacionais no Brasil. As espécies mais abundantes foram selecionados e suas SLA foram avaliadas. A variabilidade de SLA entre as populações em diferentes florestas foi analisada pelo teste t de Student. O SLA dos sub-bosque (SLAu) também foi comparado por uma adaptação do índice de média ponderada da comunidade. A comparação de SLA das espécies mostraram diferenças significativas entre as populações de sub-bosque sob um regime de distúrbios diferentes, mostrando um decréscimo na SLA com um aumento na intensidade de perturbação. Resultados semelhantes foram encontrados para o SLA dos sub-bosque (SLAu), corroborando nossa hipótese. A correlação entre a redução no SLA espécies e SLA do sub-bosque com um aumento na intensidade de perturbação contradiz a tendência observada na literatura para a comunidade como um todo. Este estudo destaca a importância da avaliação de SLA em sub-bosque, como um indicador do estágio sucessional das comunidades.

Canopy stratification in tropical seasonal forests: how the functional traits of community change among the layers / Estratificação de dossel em florestas estacionais tropicais: como os traços funcionais da comunidade mudam ao longo dos estratos verticais

The discussion of the existence and measurement of layers in forests refers to one of the earliest and most controversial concepts of forest ecology, the stratification. Since there is no consensus on the most appropriate methodology to describe the vertical structure of forest communities, we chose for this paper to develop a methodology that was adequate to represent the stratification observed on site. The objective was to determine the species and functional traits characteristic of each vertical layer in the semideciduous seasonal forests (SSF). The study was conducted in ten fragments (10 ha) located in southeastern Brazil. Stratification was performed according to species using the median and the 3rd quartile (non-parametric statistical analysis) of tree heights were used for canopy stratification the (understory, midstory and canopy). This result shows the small range of the midstorey layer, highlighting the dichotomy between the canopy and understory. The variations found for the quartile and median values represent the history of successional stage of each fragment, allowing variations in the vertical occupation by species of certain layers. The analysis of SSF vertical structure allowed a visualization of the division of species and their respective functional traits performing different ecosystem functions in each layers.

A discussão sobre a existência e medição de camadas em florestas refere-se a um dos conceitos mais antigos e mais controversos em ecologia florestal: a estratificação. Como não há consenso sobre a metodologia mais adequada para descrever a estrutura vertical das comunidades florestais, optamos neste trabalho por desenvolver uma metodologia que se mostrou adequada para representar a estratificação observada no local. O objetivo foi determinar as espécies características e traços funcionais de cada camada vertical em florestas estacionais semideciduais (FES). O estudo foi realizado em 10 fragmentos (10 ha) localizadas no sudeste do Brasil. A estratificação foi realizada por espécie, utilizando a mediana e o terceiro quartil (análise estatística não-paramétrica) da altura das árvores, classificando-as em três categorias: dossel, sub-bosque e estrato intermediário. Os resultados mostram a pequena faixa do estrato intermediário, destacando a dicotomia entre o dossel e sub-bosque. As variações encontradas para os valores de quartis e mediana indicaram o estádio sucessional de cada fragmento, permitindo variações na ocupação vertical das espécies em determinadas camadas. A análise da estrutura vertical SSF permitiu uma visualização da divisão das espécies e das suas respectivas características funcionais, mostrando que cada estrato desempenha funções ecossistêmicas diferentes.

Padrões florísticos em dois tipos de florestas estacionais no cerrado / Floristic patterns on two seasonal forests types in the cerrado

São raros os estudos comparativos que abordam as semelhanças e/ou diferenças florísticas entre as florestas estacionais deciduais (FDs) e as florestas estacionais semideciduais (FSs) no bioma Cerrado. Na região do Triângulo Mineiro, oeste de Minas Gerais, as duas fitofisionomias foram estudadas com intuito de responder se existe um padrão de riqueza e composição florística que determina os diferentes tipos de florestas estacionais. Foram considerados os resultados de duas análises: a primeira local, onde selecionamos dois fragmentos muito próximos em que foram realizados inventários padronizados da vegetação e, a outra através de dados de inventários já existentes na região (meta-análise). Os resultados demonstraram que as duas fitofisionomias possuíram fortes divergências quanto à riqueza e composição florística nos três níveis taxonômicos avaliados e para as espécies mais representativas. O estudo buscou chamar a atenção para a importância de estudos florísticos para distinguir as florestas estacionais no Cerrado e nos outros biomas no Brasil.

Comparative studies regarding the floristic similarities and/or differences between deciduous and semideciduous seasonal forests in the Cerrado biome are rare. In the west of Minas Gerais (Triângulo Mineiro region), the two phytophysiognomies were studied in order to answer the following question: Is there a richness pattern and floristic composition that determines the different types of seasonal forest? To answer the question, we considered the results of two analyses: Field work on two neighbouring forest fragments with similar environmental conditions, where standardized inventories of the vegetation were made, and data analyses of existing regional inventories (meta-analysis). The results showed that the two phytophysiognomies diverge significantly with regard to richness, composition in the three evaluated taxonomic levels and their indicative species. We call attention to the importance of comparative floristic studies to distinguish seasonal forests of the Cerrado and others brazilian biomes.

Geographic distribution patterns of Leguminosae and their relevance for the conservation of the Itacolomi State Park, Minas Gerais, Brazil

This study identified patterns of geographic distribution of 102 Leguminosae taxa within the Park, based on literature data and herbarium specimens. Among the taxa, 38 grow exclusively in Campos Rupestres (rocky fields) and 49 in the Semideciduous Forest. Eleven patterns of geographic distribution were identified, of which the West-East-Central South America pattern was the most representative, with 27 taxa. Of the 102 sampled taxa of Leguminosae, five are endemic to the Espinhaço Range and ten are included in lists of endangered species of the flora of Brazil and Minas Gerais. Information on these taxa is crucial to provide conservation practices for conserving the vegetation formations of the PEIT.

Neste estudo foram identificados os padrões de distribuição geográfica dos 102 táxons de Leguminosae ocorrentes no PEIT, com base nos dados obtidos na literatura e em material de herbário, sendo 38 exclusivos dos Campos Rupestres e 49 das Florestas Estacionais. Foram reconhecidos 11 padrões de distribuição geográfica, dos quais o padrão América do Sul Ocidental-Centro-Oriental foi o mais representativo com 27 táxons. Dos 102 táxons amostrados de Leguminosae, cinco são endêmicos da Cadeia do Espinhaço e 10 constam nas listas de espécies ameaçadas da flora brasileira ou da Flora de Minas Gerais, sendo consideradas importantes para fornecer subsídios na conservação das formações vegetacionais do PEIT.