Diversidade taxonômica e funcional de comunidades arbustivo-arbóreas ao longo de um gradiente altitudinal no semiárido brasileiro - Araújo, Thallyta Guimarães de (2017)
Florestas Tropicais Secas Sazonais - FTSSs (MURPHY & LUGO, 1986; PENNINGTON et al., 2006) representam uma parte substancial de toda a cobertura florestal tropical e subtropical, e muitas são reconhecidas atualmente como hotspots globais devido a níveis significativos de riqueza e endemismo (CEBALLOS & GARCIA, 1995; TREJO & DIRZO, 2000; GIULIETTI et al., 2002; SUAZO-ORTUÑO et al., 2008). O território brasileiro é coberto por uma vasta quantidade de ecossistemas: florestas tropicais úmidas (a maioria na Amazônia e na região do Atlântico), savanas (Cerrado), zonas úmidas (Pantanal), pastagens (Campos Sulinos) e um bloco grande e bem delimitado de FTSS: a vegetação da Caatinga (BULLOCK et al., 1995; PENNINGTON et al., 2000). Apesar de ser a única grande região natural brasileira, cujos limites estão inteiramente restritos ao território nacional, pouca atenção tem sido dada a conservação da variada e marcante paisagem da Caatinga, e a contribuição da sua biota tem sido subestimada (SILVA et al., 2004b). A Caatinga é o ecossistema mais abrangente da região Nordeste, com área de quase 900.000 Km², o que corresponde a 54% dessa região e 11% de todo território nacional brasileiro (ANDRADE et al., 2005). Essa formação vegetal é caracterizada por um sistema extremamente irregular de chuva a cada ano, o que resulta periodicamente em secas severas (KROL et al., 2001; CHIANG & KOUTAVAS, 2004), sendo que grande parte das chuvas na Caatinga são concentradas em três meses consecutivos (NIMER, 1972). Desta forma, a vegetação da Caatinga está adaptada a longos períodos de estiagem e, portanto, as espécies que ali evoluíam apresentam eficientes mecanismos para resistir, ou para completar seu ciclo de vida no menor espaço de tempo possível, frente às severas condições a que estão submetidas (ANDRADE-LIMA, 1981; RIZZINI, 1997). A Caatinga é caracteriza por uma vegetação xerófila (DRUMOND et al., 2000), apresentando diversos conjuntos florísticos e fisionomias, principalmente quanto a densidade e ao porte das plantas (AMORIM et al., 2005) cuja distribuição, em grande parte, é determinada pelo clima, relevo e embasamento geológico que, em suas múltiplas interrelações, resultam em ambientes ecológicos bastante distintos (RODAL et al., 2008). A razão da flora possuir tão alto grau de variabilidade pode ser explicada pela grande extensão, os tipos de clima e solo e a multiplicidade nas formas de relevo do semiárido, que se traduz em diferentes paisagens como os vales úmidos, as chapadas sedimentares e as amplas superfícies pediplanadas (SANTANA E SOUTO, 2006). Além disso, a complexidade e diversidade desta região são ampliadas por se tratar da única ecorregião de floresta tropical seca do mundo cercada por florestas úmidas e semiúmidas (GUEDES et al., 2012). Dentro de cada microrregião climática, fatores como a altitude e a topografia criam diferentes microsítios, ocasionando distribuição heterogênea das espécies e diferenças estruturais na comunidade (WHITMORE, 1984). A observação de variáveis associadas ao substrato (temperatura, umidade, pH e rochosidade) onde há o crescimento de plantas, interage de forma complexa com a elevação e/ou exposição das áreas serranas (MAZZOLA et al., 2008). Tais interações podem oferecer uma variante de zoneamento altitudinal, conduzindo a diferentes níveis de diversidade em diferentes pontos da serra (ZHAO et al., 2005). Com relação à diversidade de espécies vegetais, sabe-se que esta é fortemente dependente da temperatura, visto que tal variável em condições ideais é geralmente associada a altas taxas de produtividade primária, metabolismo e interações ecológicas (WANG et al., 2009). Estudos demonstraram que a magnitude da diversidade é influenciada pela sucessão secundária (LÓPEZ-MARTIÍNEZ et al 2013), as propriedades do solo (TUOMISTO et al., 1995; TUOMISTO et al., 2003), a fragmentação (FAHRIG, 2003) e topografia (GALLARDO-CRUZ et al., 2009). Esses fatores produzem mudanças nos padrões da comunidade em função da modificação do ambiente local e da disponibilidade de recursos (MOTZKIN et al., 1999), criando assim oportunidades para o estabelecimento de novas espécies e redução daquelas populações que já estavam estabelecidas (CHAZDON et al., 2007; QUESADA et al., 2009). A mudança na composição de espécies pode alterar a composição dos traços funcionais, que por sua vez afeta o funcionamento do ecossistema que depende das características das espécies, onde essas podem declinar, desaparecer ou ser substituídas (DIAZ et al., 2003; SUDING et al., 2006; LAVOREL et al., 2007). A partir da alteração de características funcionais ao longo de uma variação ambiental, pode haver a formação de grupos funcionais locais (LÓPEZ-MARTIÍNEZ et al., 2013). Um grupo funcional é um conjunto de espécies que exploram a mesma classe de recursos ambientais de maneira similar, sobrepondo seu nicho ecológico (GITAY e NOBLE, 1997), ou seja, reduzir uma quantidade de espécies em um pequeno conjunto de tipos funcionais, que incorporam respostas a perturbações ou que possuem os mesmos aspectos de polinização, dispersão, sobrevivência e competição (MÉDAIL et al., 1998). A identificação de grupos funcionais através da análise das semelhanças e diferenças de um conjunto de caracteres funcionais presente nas espécies de uma comunidade de plantas deve contribuir na compreensão da sua função no ecossistema (BORCHERT & RIVERA 2001; LIMA et al., 2012). A identificação desses grupos é uma forma de analisar, ao nível da comunidade, como a vegetação responde às alterações ambientais (CORNELISSEN et al., 2003). Alguns estudos (DU RIETZ, 1931; CORNELISSEN et al., 2003; RETUERTO e CARBALLEIRA, 2004) concordam que a resposta à variação climática seria a base para dividir espécies em grupos funcionais, já que alguns dos parâmetros climáticos são descritores da distribuição das espécies (CAREY et al., 1995). No entanto, as plantas possuem diversos atributos capazes de serem utilizados na busca de grupos funcionais e a escolha dos atributos depende das perguntas realizadas (PRENDY et al., 2007). As características funcionais fornecem informações sobre a utilização de recursos disponíveis no habitat pelas espécies, e têm o potencial de elucidar os processos que governam os padrões de biodiversidade e as regras de montagem de comunidades impulsionadas por características funcionais (MASON et al., 2005). Uma maneira de conceituar estas características funcionais das comunidades é a diversidade funcional, que se refere ao valor, escala, distribuição e abundância relativa de traços funcionais dos organismos que compõem um ecossistema (DÍAZ et al., 2007). Esta definição de diversidade funcional inclui a identidade funcional, e é mais abrangente do que apenas tratar da variabilidade de traços e, assim, é mais perto do conceito de “estrutura funcional de comunidades” proposto por Mouillot et al. (2011). A variação da estrutura funcional das comunidades em respostas às condições ambientais e às perturbações pode ser verificada a partir da convergência ou divergência dos atributos. A convergência e a divergência de atributos são descritas como processos chave na montagem de espécies nas comunidades (CORNWELL et al., 2006). A convergência está associada aos efeitos dos filtros ambientais (e.g fertilidade do solo, luz, perturbações) (GRIME, 2006). De acordo com essa hipótese, apenas as espécies com um dado atributo, ou um valor específico do atributo, seriam capazes de passar por esses filtros (CORNWELL et al., 2006). As variações na abundância e frequência de grupos funcionais também podem expressar as condições ambientais e perturbações (MULLER et al., 2006; CHAZDON et al., 2010). As áreas serranas da região semiárida, particularmente aquelas que se estendem por longas distâncias, formam zonas de condições mais úmidas, que possuem maior equilíbrio de água, temperaturas mais suaves, menores taxas de evapotranspiração e condensação noturna (SAMPAIO, 2010). Desta forma, áreas elevadas em regiões semiáridas são, portanto, susceptíveis de fornecer condições ambientais amenas e redução no estresse fisiológico (SANDERS et al., 2003). Particularmente em zonas mais baixas, os impactos humanos são mais sentidos, influenciando a riqueza e composição de comunidades de plantas (LOPES et al., 2012). Em um estudo realizado em várias serras do semiárido paraibano foi observado o aumento da riqueza com o avanço da altitude, sugerindo que a redução da pressão humana e o maior número de microambientes úmidos foram responsáveis pelo aumento da riqueza em altitudes elevadas (SILVA et al., 2014b). Portanto, o estudo destas áreas montanhosas é importante para a preservação dos ecossistemas da Caatinga, uma vez que eles representam refúgios naturais para a biota (SILVA et al., 2014b). Desta forma, a coexistência de diferentes estratégias funcionais, em microhabitats distintos ao longo de gradientes ambientais, poderia aumentar a diversidade funcional por meio da presença de valores divergentes de características funcionais (hipótese de complementariedade de nicho) (TRENBATH, 1974), tais como ocorrência de espécies com baixa e alta densidade de madeira (OLIVEIRA-FILHO & FONTE, 2000), ou a combinação de espécies com diferentes valores para traços foliares (KRAFT et al., 2015). Esta maior riqueza funcional através da divergência nos traços ao longo do gradiente levaria à exploração dos recursos mais completa pela comunidade de plantas como um todo, ao longo do gradiente altitudinal a ser investigado, aumentando a diversidade funcional. Assim, esta dissertação foi dividida em dois capítulos. O capítulo I tem como objetivo realizar o estudo fitossociológico do componente arbustivo-arbóreo com o intuito de caracterizar a composição florística, estrutura e aspectos ecológicos ao longo de uma serra no semiárido brasileiro. O Capítulo II tem como objetivo entender se as alterações na composição, estrutura e diversidade ao longo da serra levaria também a mudanças na diversidade funcional, ou seja, se existe uma dependência das funções em relação à composição e abundância. Por outro lado, os fatores que determinam os traços funcionais, de acordo com o nível altitudinal, podem ser independentes da composição de cada nível.