An estimate of the number of tropical tree species.

The high species richness of tropical forests has long been recognized, yet there remains substantial uncertainty regarding the actual number of tropical tree species. Using a pantropical tree inventory database from closed canopy forests, consisting of 657,630 trees belonging to 11,371 species, we use a fitted value of Fisher's alpha and an approximate pantropical stem total to estimate the minimum number of tropical forest tree species to fall between ∼ 40,000 and ∼ 53,000, i.e., at the high end of previous estimates. Contrary to common assumption, the Indo-Pacific region was found to be as species-rich as the Neotropics, with both regions having a minimum of ∼ 19,000-25,000 tree species. Continental Africa is relatively depauperate with a minimum of ∼ 4,500-6,000 tree species. Very few species are shared among the African, American, and the Indo-Pacific regions. We provide a methodological framework for estimating species richness in trees that may help refine species richness estimates of tree-dependent taxa.

Essential Oils of Aromatic Plant Species from the Atlantic Rainforest Exhibit Extensive Chemical Diversity and Antimicrobial Activity.

Microbial resistance, caused by the overuse or inadequate application of antibiotics, is a worldwide crisis, increasing the risk of treatment failure and healthcare costs. Plant essential oils (EOs) consist of hydrophobic metabolites with antimicrobial activity. The antimicrobial potential of the chemical diversity of plants from the Atlantic Rainforest remains scarcely characterized. In the current work, we determined the metabolite profile of the EOs from aromatic plants from nine locations and accessed their antimicrobial and biocidal activity by agar diffusion assays, minimum inhibitory concentration, time-kill and cell-component leakage assays. The pharmacokinetic properties of the EO compounds were investigated by in silico tools. More than a hundred metabolites were identified, mainly consisting of sesqui and monoterpenes. Individual plants and botanical families exhibited extensive chemical variations in their EO composition. Probabilistic models demonstrated that qualitative and quantitative differences contribute to chemical diversity, depending on the botanical family. The EOs exhibited antimicrobial biocidal activity against pathogenic bacteria, fungi and multiple predicted pharmacological targets. Our results demonstrate the antimicrobial potential of EOs from rainforest plants, indicate novel macromolecular targets, and contribute to highlighting the chemical diversity of native species.

Floristic and phytosociology in a physiognomic gradient of riverine forest in Cerrado, Campinas, SP / Floristica e fitossociologia em um gradiente fisionomico de floresta ribeirinha em Cerrado, Campinas, SP

Knowledge on floristic composition and vegetation structure is essential to preserve plant biodiversity and environmental conditions. A floristic and structural survey of woody vegetation was carried out in a physiognomic gradient of riparian forest of Cerrado vegetation, Campinas - SP. We sampled 25 plots, distributed along five transects, located perpendicularly to a stream. We found 971 individuals (65 standing dead trees) distributed among 35 families and 80 species. We recorded one single individual of exotic species (Citrus limon – rangpur) and a large number of individuals of endangered species (Luetzelburgia guaissara, Myroxylon peruiferum and Trichilia hirta) indicating that the Santa Elisa study area retains much of the original characteristics of its native vegetation. The small number of exclusive Cerrado species in the study area indicates that riverine environments represent a very different condition in relation to that of the Cerrado. Except for swampy areas, which are more homogeneous and floristically similar to each other due to adaptations to greater environmental constraints, the riverine forest physiognomies showed greater internal floristic heterogeneity, even considering only those located in Cerrado areas. This emphasizes the importance of studying riverine forests flora for each particular region, especially when restoration or management actions are needed. At the Santa Elisa riverine-cerrado transition fragment, riparian species were found throughout gradient up to the limit of the study area showing that a distance of at least 50 m far from the stream should be preserved in order to keep the riparian environment.

Conhecer a composição florística e a estrutura da vegetação é imprescindível quando se trata da conservação da biodiversidade e das condições ambientais. Foi realizado um levantamento florístico e estrutural da vegetação arbórea em um gradiente fisionômico de mata ribeirinha em área de Cerrado, Campinas - SP, em 25 parcelas, distribuídas em cinco transectos, localizados perpendicularmente a um córrego. Foram encontrados 971 indivíduos (65 mortos em pé), pertencentes a 35 famílias e 80 espécies, sendo um único indivíduo de espécie exótica (Citrus limon – limão-vinagre) e um número muito maior de indivíduos de espécies ameaçadas (Luetzelburgia guaissara, Myroxylon peruiferum e Trichilia hirta) indicando que a área de estudo na Fazenda Santa Elisa mantém muito das características originais de sua vegetação nativa. O pequeno número de espécies exclusivas do Cerrado na área de estudo indica que ambientes ribeirinhos representam uma condição muito diferente em relação àquelas do Cerrado. Com exceção de áreas paludícolas, que são mais homogêneas e floristicamente semelhantes devido à adaptação a maiores restrições ambientais, as fisionomias florestais ribeirinhas comparadas mostraram grande heterogeneidade florística, mesmo considerando-se apenas aquelas localizadas em áreas de Cerrado. Isso enfatiza a importância de se estudar a flora das florestas ribeirinhas de cada região em particular, especialmente quando as ações de restauração ou de gestão são necessárias. No fragmento de transição floresta ribeirinha-cerrado da Fazenda Santa Elisa, as espécies exclusivas de florestas ribeirinhas, embora com diferentes densidades, foram encontradas em todo o gradiente até o limite da área de estudo, mostrando que a vegetação deve ser preservada até uma distância de pelo menos 50 m a partir do rio, a fim de manter o ambiente ribeirinho.

Florística e fitossociologia em parcelas permanentes da Mata Atlântica do sudeste do Brasil ao longo de um gradiente altitudinal / Floristic and phytosociology in permanent plots of the Atlantic Rainforest along an altitudinal gradient in southeastern Brazil

Este trabalho resume os dados de florística e fitossociologia de 11, das 14 parcelas de 1 ha, alocadas ao longo do gradiente altitudinal da Serra do Mar, São Paulo, Brasil. As parcelas começam na cota 10 m (Floresta de Restinga da Praia da Fazenda, município de Ubatuba) e estão distribuídas até a cota 1100 m (Floresta Ombrófila Densa Montana da Trilha do rio Itamambuca, município de São Luis do Paraitinga) abrangendo os Núcleos Picinguaba e Santa Virgínia do Parque Estadual da Serra do Mar. Na Restinga o solo é Neossolo Quartzarênico francamente arenoso, enquanto que na encosta o solo é um Cambisolo Háplico Distrófico argilo-arenoso, sendo que todas as parcelas apresentaram solo ácido (pH 3 - 4) com alta diluição de nutrientes e alta saturação de alumínio. Na Restinga e no sopé da encosta o clima é Tropical/Subtropical Úmido (Af/Cfa), sem estação seca, com precipitação média anual superior a 2.200 mm e temperatura média anual de 22 ºC. Subindo a encosta mantêm-se a média de precipitação, mas há um gradativo resfriamento, de forma que a 1.100 m o clima é Subtropical Úmido (Cfa/Cfb), sem estação seca, com temperatura média anual de 17 ºC. Destaca-se ainda que, quase diariamente, a parte superior da encosta, geralmente acima de 400 m, é coberta por uma densa neblina. Nas 14 parcelas foram marcados, medidos e amostrados 21.733 indivíduos com DAP > 4,8 cm, incluindo árvores, palmeiras e fetos arborescentes. O número médio de indivíduos amostrados nas 14 parcelas foi de 1.264 ind.ha-1 (± 218 EP de 95%). Dentro dos parâmetros considerados predominaram as árvores (71% FOD Montana a 90% na Restinga), seguidas de palmeiras (10% na Restinga a 25% na FOD Montana) e fetos arborescentes (0% na Restinga a 4% na FOD Montana). Neste aspecto destaca-se a FOD Terras Baixas Exploradas com apenas 1,8% de palmeiras e surpreendentes 10% de fetos arborescentes. O dossel é irregular, com altura variando de 7 a 9 m, raramente as árvores emergentes chegam a 18 m, e a irregularidade do dossel permite a entrada de luz suficiente para o desenvolvimento de centenas de espécies epífitas. Com exceção da FOD Montana, onde o número de mortos foi superior a 5% dos indivíduos amostrados, nas demais fitofisionomias este valor ficou abaixo de 2,5%. Nas 11 parcelas onde foi realizado o estudo florístico foram encontradas 562 espécies distribuídas em 195 gêneros e 68 famílias. Apenas sete espécies - Euterpe edulis Mart. (Arecaceae), Calyptranthes lucida Mart. ex DC. e Marlierea tomentosa Cambess (ambas Myrtaceae), Guapira opposita (Vell.) Reitz (Nyctaginaceae), Cupania oblongifolia Mart. (Sapindaceae) e as Urticaceae Cecropia glaziovii Snethl. e Coussapoa microcarpa (Schott) Rizzini - ocorreram da Floresta de Restinga à FOD Montana, enquanto outras 12 espécies só não ocorreram na Floresta de Restinga. As famílias com o maior número de espécies são Myrtaceae (133 spp), Fabaceae (47 spp), Rubiaceae (49) e Lauraceae (49) ao longo de todo gradiente da FOD e Monimiaceae (21) especificamente nas parcelas da FOD Montana. Em termos de número de indivíduos as famílias mais importantes foram Arecaceae, Rubiaceae, Myrtaceae, Sapotaceae, Lauraceae e na FOD Montana, Monimiaceae. Somente na parcela F, onde ocorreu exploração de madeira entre 1960 e 1985, a abundância de palmeiras foi substituída pelas Cyatheaceae. O gradiente estudado apresenta um pico da diversidade e riqueza nas altitudes intermediárias (300 a 400 m) ao longo da encosta (índice de Shannon-Weiner - H' - variando de 3,96 a 4,48 nats.indivíduo -1). Diversas explicações para este resultado são apresentadas neste trabalho, incluindo o fato dessas altitudes estarem nos limites das expansões e retrações das diferentes fitofisionomias da FOD Atlântica durante as flutuações climáticas do Pleistoceno. Os dados aqui apresentados demonstram a extraordinária riqueza de espécies arbóreas da Floresta Ombrófila Densa Atlântica dos Núcleos Picinguaba e Santa Virgínia do Parque Estadual da Serra do Mar, reforçando a importância de sua conservação ao longo de todo o gradiente altitudinal. A diversidade desta floresta justifica também o investimento de longo prazo, através de parcelas permanentes, para compreender sua dinâmica e funcionamento, bem como monitorar o impacto das mudanças climáticas nessa vegetação.

This paper summarizes floristic and phytossociology data of 11, out of 14 plots of 1 ha, allocated along an altitudinal gradient in the Serra do Mar, São Paulo, Brazil. The study was conducted at Serra do Mar State Park and the plots start at the sea level (10 m - plot of Restinga Forest that occurs at Praia da Fazenda, Picinguaba, municipality of Ubatuba) up to 1100 m above sea level (the Montane Ombrophilous Dense occurs alongside the Itamambuca Trail, municipality of São Luis do Paraitinga). The Restinga Forest occurs in Pleistocenic Coastal Plain where the soil is classified as a sandy Quartzipsamment (Quartzenic Neosol), while along the slopes of the Serra do Mar, the Ombrophylus Dense Forest grows on the top of a pre-Cambrian crystalline basement with granitic rocks, where the soil is a sandy-loam Dystrophic Inceptisol (Cambisol/Latosol). In all 14 plots soils are acidic (pH 3 - 4), chemically poor, with high dilution of nutrients and high saturation of aluminum. In the Restinga and at the foot of the slope the climate is Tropical/Subtropical Humid (Af/Cfa), with no dry season, an average annual rainfall over 2,200 mm and an average annual temperature of 22 ºC. Towards the top of the Serra do Mar there is a gradual cooling along the slope, but there is no reduction in rainfall, so at 1,100 m above sea level the climate is classified as Humid Subtropical (Cfa/Cfb), with no dry season and an average annual temperature of 17 ºC. It is important to remark that, almost daily, from 400 m above sea level up to the top of slopes the mountains are covered by a dense fog. In the 14 plots 21,733 individuals with DBH > 4.8 cm, including trees, palms and ferns, were marked, measured and sampled. The average number of individuals sampled in each plot was 1264 ind.ha-1(± 218 SE 95%). Within the parameters considered trees prevailed (71% in the Montane ODF to 90% in the Restinga Forest), followed by palms (10% in the RF and 25% in the Montane Ombrophilous Dense Forest/ODF) and ferns (0% % in the RF and 4% in the Montane ODF). Regarding these proportions the Exploited Lowlands ODF differs from the others with only 1.8% of palm trees and striking 10% of ferns. The forest canopy is irregular with heights ranging from 7 to 9 m, rarely emergent trees reach 18 m, and due to this irregularity of the canopy the amount of light that gets through sets conditions for the development of hundreds of epiphytic species. Aside from Montana ODF, where the number of dead trees was more than 5% of individuals sampled, in the other phytophysiognomies this value was below 2.5%. In the 11 plots where the floristic study was conducted we found 562 species in 195 genera and 68 families. Only seven species - Euterpe edulis Mart. (Arecaceae), Calyptranthes lucida Mart. ex DC. and Marlierea tomentosa Cambess (both Myrtaceae), Guapira opposita (Vell.) Reitz (Nyctaginaceae), Cupania oblongifolia Mart. (Sapindaceae), Cecropia glaziovii Snethl. and Coussapoa microcarpa (Schott) Rizzini (both Urticaceae) - occurred from Restinga to Montane ODF, while 12 other species did not occur only in the Restinga Forest. Families with the greatest number of species are Myrtaceae (133 spp), Fabaceae (47 spp), Rubiaceae (49) and Lauraceae (49) throughout the gradient and Monimiaceae (21) specifically in portions Montane ODF. Only in the F plot, where logging has occurred between 1950 and 1985, the abundance of palm trees has been replaced by Cyatheaceae. The study shows a peak of diversity and richness, Shannon-Weiner index (H') ranging from 3.96 to 4.48 nats.ind-1, in the intermediate altitudes (300 to 400 m) along the slope. Several explanations for this result are raised here, including the fact that these elevations are within the limits expansions and retractions of the different phytophysiognomies of the Atlantic ODF due to climate fluctuations during the Pleistocene. The results presented in this paper demonstrate the extraordinary richness of tree species of the Atlantic Rainforest from the northeastern coast of the State of Sao Paulo, reinforcing the importance of its conservation throughout the altitudinal gradient. The richness of this forest justifies a long term commitment to study its dynamics and functioning through permanent plots, and monitor the impacts of climate change in this vegetation.

Diferenças florísticas e estruturais entre duas cotas altiduninais da Floresta Ombrófila Densa Submontana Atlântica, do Parque Estadual da Serra do Mar, município de Ubatuba/SP, Brasil / Floristic and structural differences, between two altitudinal quotas, of the Submontane Atlantic Rainforest within the Serra do Mar State Park, municipality of Ubatuba/SP, Brazil

Este estudo apresenta a análise comparativa entre duas áreas da Floresta Atlântica Ombrófila Densa Submontana, em Ubatuba (SP), Brasil e testa a hipótese de que diferenças em altitude podem representar alterações na composição florística e estrutura fitossociológica. As duas parcelas de um hectare (100 x 100 m) foram instaladas a 190 (PLOT G) e 350 m (PLOT I) acima do nível do mar, sendo amostrados e identificados todos os indivíduos, exceto lianas, com DAP (Diâmetro à Altura do Peito) > 4.8 cm. No total, foram encontradas 252 espécies, pertencentes a 134 gêneros e 53 famílias, a diversidade H' de 4,425 nats/indivíduos e 103 espécies (41 por cento do total) em comum entre as duas áreas. Mas, entre as 10 principais espécies em dominância absoluta apenas duas se repetem entre as áreas: Cryptocarya mandioccana e Sloanea guianensis. No PLOT G existem 1.496 indivíduos distribuídos em 152 espécies, 101 gêneros e 41 famílias, com H' = 3,961 nats/indivíduo e 48 espécies exclusivas à área (32 por cento). No PLOT I existem 1.993 indivíduos distribuídos em 203 espécies, 111 gêneros, 50 famílias, com H' = 4,339 nats/indivíduo e 100 espécies exclusivas à área (49 por cento). Entre as duas parcelas, aos 190 e 350 m, houve diferença significantiva (gl = 198) na densidade (p < 0,01, t = 7,10), riqueza (p < 0,01, t = 7,76) e volume (p = 0,02, t = 2,44). Os resultados indicam que a diversidade específica, estrutura fitossociológica e composição florística diferem entre as duas cotas altitudinais, sendo observados mais indivíduos, maior riqueza e volume na parcela instalada próxima ao meio da encosta (350 m de altitude) do que naquela instalada mais próxima à base da encosta (190 m de altitude).

This study presents a comparative analyzes of two areas of Atlantic Rain Forest, in the municipality of Ubatuba (SP), Brazil, and tests the hypothesis that floristic composition and phytosociological structure change along an altitudinal gradient. Two 1-ha plots were installed, respectively, at 190 (PLOT G) and 350 m (PLOT I) above see level, and within these plots all individuals with DBH > 4.8 cm were sampled, measured and identified. In total we found 252 species, belonging to 134 genera and 53 families, diversity H' of 4.425 nats/individual, and 103 species (41 percent of total) common to both plots. But, among the 10 top species in Absolute Dominance only two: Cryptocarya mandioccana and Sloanea guianensis were found in both plots. In PLOT G we found 1496 individuals distributed in 152 species, 101 genera and 41 families, with H' = 3.961 nats/individual and 48 exclusive species (32 percent). In PLOT I we found 1993 individuals distributed in 203 species, 111 genera, 50 families, with H' = 4.339 nats/individual and 100 exclusive species (49 percent). Supporting our hypothesis, the comparative analyzes showed that there are significant differences in density (p < 0.01, t = 7.10), richness (p < 0.01, t = 7.76) and volume (p = 0.02, t = 2.44), between the two sampled areas. The pattern here observed shows that the plot installed closer to the middle of the Serra do Mar slope (350 m) presented a higher number of individuals, higher richness and higher scores of volume, when compared to that closer to the base of the slope (190 m).

Aspectos da composição e diversidade do componente arbóreo das florestas da Reserva Florestal do Morro Grande, Cotia, SP / Tree species composition and diversity of the Morro Grande Forest Reserve, Cotia, SP, Brazil

Este trabalho procurou caracterizar a composição florística arbórea e comparar florestas secundárias e maduras da Reserva Florestal do Morro Grande (RFMG), em Cotia, região metropolitana de São Paulo. Discute-se, também, a classificação utilizada para denominar esta cobertura florestal e a importância da RFMG para conservação. Utilizou-se o método de pontos quadrantes, amostrando-se 2400 árvores em seis áreas, três localizadas em regiões com florestas secundárias e três com predomínio de florestas mais conservadas ou maduras. Em cada local, levantaram-se 400 indivíduos arbóreos em 100 pontos-quadrantes, divididos em blocos de 25 pontos distantes 200 m uns dos outros. Os dados por áreas e blocos foram analisados através de agrupamento e ordenamento (UPGMA e DCA). Das 260 espécies arbóreas encontradas, apenas 12 foram amostradas nas seis áreas. A riqueza encontrada foi surpreendentemente alta quando comparada a outros levantamentos feitos na região. Os índices de diversidade de Shannon (H') situam-se entre os maiores para as florestas paulistas: 4,75 nats/indivíduo para a amostragem total; 4,25 para as três áreas secundárias; e 4,54 para as três áreas maduras. A amostra estratificada permitiu verificar a variação interna da floresta, revelando diferenças em riqueza e abundância entre os seis locais e os blocos de amostragem, em particular diferenciando as áreas secundárias e maduras. A DCA mostrou-se útil na detecção de espécies características dentro do gradiente sucessional. A floresta em geral pode ser classificada como "floresta ombrófila densa montana", com presença de espécies de florestas mistas, estacionais semideciduais e cerradão, o que parece confirmar a existência, no local, de um antigo "refúgio alto-montano" sob condições de climas mais secos no passado, assim como o caráter ecotonal das florestas da região. A riqueza e mistura de elementos de várias floras denotam a importância da conservação da Reserva Florestal do Morro Grande.

The main objective of this study was to characterize the tree arboreal species composition and to compare secondary and mature forests of the Morro Grande Forest Reserve (Cotia, metropolitan region of São Paulo, Brazil). Based on this evaluation, we discuss the forest type classification and the conservation value of this Reserve. We used the point centered quarter method, sampling 2,400 trees in six different sites, three with secondary forests and three other ones with a predominance of mature forests. In each site, four blocks of 25 points were assessed, totalizing 100 points or 400 individuals. The blocks were 200 m apart from each other. Data were analyzed through cluster and Detrended Correspondence Analysis (DCA). Results showed differences among sites, essentially differentiating the secondary and mature sites. DCA and cluster analyses were particularly useful to detect characteristic species for these two main successsional stages. Among the 260 species observed, only 12 were sampled in the six sites. Richness and diversity were surprisingly high when compared with previous studies in the study region. The Shannon diversity values were among the highest in the state of São Paulo, with 4.75 nats/tree for the whole sampling, 4.25 nats/tree for the three secondary sites, and 4.54 nats/tree for the three mature sites. The studied forest may be essentially classified as "Dense Mountain Rain Forest" presenting species from the Araucaria mixed forest, and also from the semi-deciduous forest and Cerrado (woody savanna) region. Those results seem to confirm the hypothesis of a "high montane refuge" in drier climatic conditions in the past. The high richness and mixed composition of different floras highlighted the importance to preserve the Morro Grande forest.