Woody community dynamics in two fragments of "cerrado" stricto sensu over a seven-year period (1995-2002), MA, Brazil

This study was conducted in two fragments of "cerrado" stricto sensu in the Gerais de Balsas Colonization Project, located in southern Maranhão, Brazil. The objective was to evaluate the dynamics of the woody plant community, over seven years (1995-2002). Four transects of 160 × 20 m were monitored. All woody plants with a stem diameter > 3 cm, at 0.30 m above ground level, were recorded. In 1995, 983 and 1,177 stems were sampled in fragments 1 and 2, respectively; in 2002, 1057 and 1406 stems were sampled in the same fragments. In 1995, the Shannon diversity indices (H') were 3.07 and 3.33, in fragments 1 and 2, respectively, reaching their maximum value in 2002 of 3.11 and 3.35. The community of fragment 1 showed an increase of 7.5% in density and 4.4% in basal area between 1995 and 2002, while in fragment 2 there was an increment of 19.4% in density and 23.5% in basal area, over the same period. The annual increment in diameter was 0.13 cm year-1 and 0.17 cm year-1 in fragments 1 and 2, respectively. The mortality rate was 2.73% per year in fragment 1 and 4.88% per year in fragment 2, while the recruitment rate was 3.25% per year and 5.86% per year, respectively. The community presented high recruitment and mortality rates compared to the studies conducted in other sites, indicating a community that was highly dynamic in the period studied.

Morfoanatomia e ontogênese do fruto e semente de Styrax camporum Pohl. (Styracaceae), espécie de cerrado do Estado de São Paulo

Foram estudados os frutos e sementes de Styrax camporum Pohl. (Styracaceae), espécie arbórea típica dos cerrados brasileiros, objetivando descrever sua morfologia, anatomia e ontogênese. Amostras de frutos e sementes foram coletadas e processadas pelas técnicas convencionais. Os frutos em desenvolvimento foram enquadrados em quatro estádios: I - estádio inicial, caracterizado pelos ovários dos botões florais; II - ovário de flor pós-antese e frutos jovens; III - frutos pré-maturação; IV - frutos maduros. Verificou-se que o fruto é carnoso e monospérmico, com cálice persistente. O pericarpo apresenta exocarpo unisseriado, com tricomas estrelados lignificados e células de formato abaulado e tamanhos irregulares. O mesocarpo externo se constitui de tecido parenquimático multisseriado, alongado radialmente na maturidade. Feixes vasculares estão presentes no terço interno do mesocarpo. Apesar do fruto desta espécie ser classificado como drupa, observou-se que o mesocarpo interno e o endocarpo são compostos apenas por poucas camadas de fibras, não formando o pirênio com a dureza típica desse tipo de fruto; também não se observa o concrescimento do endocarpo com o tegumento. A semente é típica da família Styracaceae, ou seja, é unitegumentada, apresentando testa multisseriada e bastante espessa, sendo a exotesta unisseriada. Na mesotesta externa, verificam-se várias camadas de braquiesclereídes. Internamente a essas células, ocorrem diversos feixes vasculares, seguidos por numerosas camadas de células parenquimáticas, que contêm evidente reserva de substâncias lipídicas. O embrião é axial, reto e espatulado, constituído pelo eixo embrionário típico e cotilédones foliáceos.

Modelagem da distribuição geográfica de espécies lenhosas de cerrado no Estado de São Paulo

Atualmente vêm sendo desenvolvidas e utilizadas várias técnicas de modelagem de distribuição geográfica de espécies com os mais variados objetivos. Algumas dessas técnicas envolvem modelagem baseada em análise ambiental, nas quais os algoritmos procuram por condições ambientais semelhantes àquelas onde as espécies foram encontradas, resultando em áreas potenciais onde as condições ambientais seriam propícias ao desenvolvimento dessas espécies. O presente estudo trata do uso da modelagem preditiva de distribuição geográfica de espécies nativas, através da utilização de algoritmo genético, como ferramenta para auxiliar o entendimento dos padrões de distribuição do bioma cerrado no Estado de São Paulo. A metodologia empregada e os resultados obtidos foram considerados satisfatórios para a geração de modelos de distribuição geográfica de espécies vegetais, baseados em dados abióticos, para as regiões de estudo. A eficácia do modelo em predizer a ocorrência de espécies do cerrado é maior se forem utilizados apenas pontos de amostragem com fisionomias de cerrado, excluindo-se áreas de transição. Para minimizar problemas decorrentes da falta de convergência do algoritmo utilizado GARP ("Genetic Algorithm for Rule Set Production"), foram gerados 100 modelos para cada espécie modelada. O uso de modelagem pode auxiliar no entendimento dos padrões de distribuição de um bioma ou ecossistema em uma análise regional.

Acúmulo de biomassa aérea e concentração de nutrientes em Melinis minutiflora P. Beauv. e gramíneas nativas do cerrado

A gramínea africana Melinis minutiflora P. Beauv. é alvo de preocupação no Brasil, pois vem substituindo espécies de gramíneas nativas do cerrado até em áreas protegidas. Neste estudo comparou-se o acúmulo de biomassa aérea e a concentração de nutrientes em M. minutiflora e gramíneas nativas para testar a hipótese de que esta espécie tem a capacidade de acumular uma maior biomassa com menores concentrações de nutrientes. O estudo foi realizado no Parque Nacional de Brasília. Quatro diferentes locais onde ocorria invasão por M. minutiflora foram escolhidos para o estudo e, em cada local, foram demarcadas duas parcelas de 20 m x 20 m, uma com apenas M. minutiflora e outra com apenas gramíneas nativas. Quatro amostras de biomassa aérea foram coletadas de cada parcela a cada três meses durante um ano, utilizando quadrados de 25 cm x 25 cm. Foram determinadas concentrações de nutrientes na biomassa viva e morta. A biomassa aérea viva foi maior em M. minutiflora no período de seca durante a floração de M. minutiflora, e no início da estação chuvosa do que nas gramíneas nativas. Não houve diferenças significativas entre M. minutiflora e gramíneas nativas na disponibilidade de nutrientes no solo ou na concentração de nutrientes na biomassa viva. No caso da biomassa morta, apenas o nitrogênio apresentou menores concentrações em M. minutiflora em relação às gramíneas nativas.

Reproductive phenology, pollination and seed dispersal syndromes on sandstone outcrop vegetation in the "Chapada Diamantina", northeastern Brazil: population and community analyses

Vegetation on rock outcrops in the "Chapada Diamantina" (soil islands) is often aggregated and surrounded by nude rock surfaces, thus creating natural units with well defined limits. The flowering and fruiting cycles of plants on 58 soil islands at altitudes between 1,100 and 1,140 meters above sea leavel were analyzed at Mãe Inácia Peak (12°27' S and 41°28' W) in the "Chapada Diamantina", Bahia, Brazil. The presence/absence of flowering and fruiting species on each soil island, and their respective cover areas were analyzed at both the population and community levels, and the phenophases of flowering and fruiting were observed during 24 successive months. The analyses of pollination and seed dispersal syndromes indicated that animals are more important in pollination than in seed dispersal (which is predominantly by anemochory and autochory). The flowering and fruiting of plants with animal pollination syndromes were correlated with rainfall and temperature. The flowering season varied during the year according to the pollination syndrome involved: entomophily was predominant from summer through autumn, ornithophily was predominant during winter, and anemophily in the spring. The staggered timing of flowering and fruiting among different species provides a nearly continuous supply of resources for the local fauna.

Estrutura populacional de Xylopia aromatica (Lam.) Mart. e de Roupala montana Aubl. em fragmentos de cerrado no Estado de São Paulo

Estrutura populacional de Xylopia aromatica (Lam.) Mart. e de Roupala montana Aubl. em fragmentos de cerrado no Estado de São Paulo). Para entender como a estrutura populacional de espécies diferentes varia entre fragmentos e dentro de um mesmo fragmento, estudamos as distribuições de tamanho e de estádios ontogenéticos de duas espécies comuns de cerrado, em quatro fragmentos de cerrado com diferentes fisionomias e em três locais dentro de um mesmo fragmento com fisionomias semelhantes, no Município de Itirapina (22°15' S, 47°48' W), estado de São Paulo, SE Brasil. Medimos a altura e o diâmetro basal do caule (DAS) de todos os indivíduos com DAS > 3 cm nas seis amostras de 200 parcelas contíguas de 5 x 5 m. Indivíduos com DAS < 3 cm foram amostrados em sub-parcelas de 1 m² em um dos vértices da parcela. Xylopia aromatica apresentou maiores proporções de estádios ontogenéticos iniciais em fisionomias mais abertas, enquanto Roupala montana apresentou maior proporção de estádios iniciais e maior razão jovens:adultos em fisionomias mais densas. Diferenças na estrutura ontogenética foram maiores entre amostras dentro do mesmo fragmento que entre fragmentos diferentes, ou seja, elas variaram em pequenas escalas espaciais. A heterogeneidade espacial das variáveis ambientais (diferenças na cobertura vegetal), as características reprodutivas das espécies (R. montana pode se reproduzir assexuadamente, enquanto X. aromatica se reproduz apenas por sementes) e os padrões fenológicos (anual em X. aromatica e supra-anual em R. montana) parecem ser as principais variáveis associadas à variação das estruturas ontogenéticas e podem atuar de forma diferente nas espécies em cada local. Assim, cada área de cerrado constitui um ambiente diferenciado que pode influenciar o sucesso de uma espécie.

Relação entre deciduidade e concentrações foliares de nutrientes em espécies lenhosas do cerrado

O principal objetivo deste estudo foi comparar as variações nas concentrações foliares de nutrientes de 15 espécies lenhosas do cerrado sensu stricto pertencentes a diferentes grupos fenológicos para determinar a influência da deciduidade na nutrição mineral. As principais hipóteses foram que espécies sempre-verdes apresentariam menores concentrações de nutrientes foliares, menor área foliar específica e menor variação sazonal que espécies decíduas porque suas folhas persistem por mais de um ciclo anual de estações seca e chuvosa. O estudo foi realizado em um cerrado sensu stricto na Reserva Ecológica do IBGE no Distrito Federal. Folhas completamente expandidas coletadas de três indivíduos de cada espécie, em intervalos de dois meses durante um ano, foram analisadas. A área foliar específica também foi determinada. A concentração de N, P, K, Ca e Mg e a variação sazonal foram menores nas espécies sempre-verdes do que nas decíduas. Espécies decíduas mostraram as maiores concentrações de N, P e K no inicio da estação chuvosa, época em que as folhas encontram-se recentemente maduras e suas concentrações decresceram até o começo da próxima estação seca. Concentrações de Ca foram maiores no final da estação seca. Espécies brevidecíduas tiveram menores concentrações de N e P que espécies decíduas e maiores concentrações de N, P, Ca e Mg que as sempre-verdes. A área foliar específica média das espécies sempre-verdes (54,0 cm² g-1) foi menor do que a das decíduas (67,0 cm² g-1) e brevidecíduas (83,5 cm² g-1). A área foliar específica foi correlacionada com N e P. Houve diferenças não só entre espécies decíduas e sempre-verdes, mas também entre espécies decíduas e brevidecíduas.

Spatial variation in the structure and floristic composition of "restinga" vegetation in southeastern Brazil

We examined large-scale spatial variation of structural parameters and floristic composition in open Clusia scrub, a vegetation type of the Brazilian "restingas" (sandy coastal plain vegetation). This vegetation is organized in islands separated by sandy stretches with sparse herbaceous vegetation. We located 12 sample areas on three consecutive beach ridges, lying parallel to the coastline and at different distances from the ocean, in close proximity to two lagoons (Cabiúnas and Comprida). Each sample area was divided into three strips. We used the line intercept method to sample all woody plants ³ 50 cm tall. We used nested ANOVA to verify structural variation between different sampling scales. TWINSPAN analysis was performed to examine the variation in floristic composition between areas. The overall diversity index was 3.07. Six species are repeatedly dominant throughout the entire sampling area. There was homogeneity in relation to diversity and species richness between beach ridges but not within beach ridges. Floristic composition and structural parameters did not vary in relation to distance from the sea but floristic composition did vary as a function of proximity to Cabiúnas or Comprida lagoon. Differences in plant cover between sample areas may be related to the paleoformation of this sandy coastal plain.

Rock outcrop vegetation in Brazil: a brief overview

This paper overviews the special issue of the Brazilian Journal of Botany dedicated to "Rock outcrop vegetation in Brazil". The main topics covered by this issue are phytogeography and vegetation ecology, plant life on shallow soils, plant reproduction and auto-ecology, morpho-physiology and plant adaptation, and finally conservation and global change. This collection of studies, in addition to other recent publications on Brazilian rocky outcrop vegetation, show that measurements of most of the relevant ecological and evolutionary parameters are under way and that scientific attention is now given to most Brazilian regions. However, there are still several gaps to be bridged: 1) inselbergs and high mountains in the Amazon and the Brazilian northeast, in particular, are still largely unknown to science; 2) long-term studies are almost totally unavailable, which hinders global change monitoring and assessment; 3) national and international networking are urgently needed to speed up scientific production about such habitats.

Rock outcrop habitats in the Venezuelan Guayana lowlands: their main vegetation types and floristic components

The Guayana Shield, located in north-eastern South America, consists of a highly complex and composite mosaic of landscape elements. Amongst these, inselbergs are very conspicuous, because of their peculiar shape and their unusual associated vegetation. Geologically, these rock outcrops are part of the underlying ancient igneous-metamorphic basement and occur mainly in the lowlands of the periphery of the shield. As azonal habitats, inselbergs harbour a highly specialized flora. The characteristic vegetation is composed of lithophytic and savanna-like plant communities, as well as low dry forests. As a whole, the vegetation of an inselberg may be interpreted as a mosaic of marginal habitats. Therefore a large number of taxa find suitable niches in a quite condensed space. Gradients of soil depth and water availability are the main factors determining the floristic composition. A preliminary floristic inventory of the Venezuelan inselberg flora comprises 614 vascular plant species. 24% of them are endemic to the Guayana region, 15% are endemic to inselbergs of the Guayana region. The distribution patterns of these latter, eco-endemic species allows to distinguish a northern and a southern inselberg district. The two districts overlap in the Átures area, in the surroundings of Puerto Ayacucho, where a true centre of endemism is located. The distinction into two districts is emphasised by different phytogeographic relations. The southern inselberg district shows connections to the "tepui" flora, whereas the northern district reveals phytogeographic relations to the Caribbean region as well as to the Brazilian Shield. Possible explanations for the floristic interchange across the equator are discussed.

Floristics, structure and soil of insular vegetation in four quartzite-sandstone outcrops of "Chapada Diamantina", Northeast Brazil

Soil islands on rocky surfaces often harbor aggregated vegetation that consists of insular plant communities. These islands are typical of the rocky outcrops and in various parts of Brazil form the so-called "campos rupestres" vegetation. Four of such sites have been selected in the state of Bahia, Northeast Brazil, for this comparative study on floristics and vegetation structure: three areas situated inside the "Parque Nacional da Chapada Diamantina" (Guiné, Fumaça and "Gerais da Fumaça") and one is at the border of the Environmental Protection Area of "Marimbus-Iraquara" ("Mãe Inácia"). All occurring vegetation islands were studied in four random plots of 10 × 10 m per site. Soil was often shallow, sandy and acidic. Vascular plant species were determined, with respective life forms and canopy coverage areas. The total number of species when all four sites were added was 135, and the number of species per island varied from 2 to 32. The areas of the 214 soil islands varied from 0.015 to 91.9 m², totaling 568 m² in the four sites. Monocotyledon families were dominant, essentially Velloziaceae, as well as Orchidaceae, Bromeliaceae, Amaryllidaceae and Cyperaceae. Among the eudicotyledons, dominant families were mainly Clusiaceae, Asteraceae and Melastomataceae. The biological spectra revealed that phanerophytes and hemicryptophytes predominated among the life forms, while chamaephytes had the largest coverage area. Epilithic and desiccant chamaephytes composed the most conspicuous interspecific associations, and were probably related to early successional processes. Sites closest to one another were not the most similar in structure, indicating that other factors more relevant than distance might be involved in the abundance of species in space.

Structural analysis of the vegetation on a highland granitic rock outcrop in Southeast Brazil

Granitic rock outcrops of the Brazilian southeast are either coastal or inland. The latter can often have high altitudes, such as in the summits of "Serra do Mar" and "Serra da Mantiqueira", where they are known as "Campos de Altitude". The landscape on these high altitude plateaux is often a mosaic of shrubs and treelets within a bunchgrass matrix, with sparse pteridophytes and other herbs, interspersed with variable extensions of rock outcrops. Despite the pervasiveness of rock outcrops in the Brazilian landscape, studies on the structural analysis of the vegetation on such formations are scarce. This study aimed to analyze the structure of the vegetation on a highland granitic rock outcrop in "Parque Estadual da Serra do Brigadeiro", state of Minas Gerais, Southeast Brazil (42°20' - 42°40' S and 20°20' - 21°00' W, 1,722 m of elevation ). Quantitative parameters of absolute and relative frequency and dominance (cover) were estimated. The group analysis used the Jaccard similarity index. Trilepis lhotzkiana, Panicum sp. 1, and Vellozia variegata presented the highest relative frequencies, relative dominances and importance values. These three species, along with Dyckia bracteata, Rhynchospora emaciate, and Tibouchina cf. manicata, represented 98.3% of the relative dominance. The remaining 1.7% referred to 22 remaining species. The distinction among quadrats within formed groups by cluster analysis was due to the great number of low frequency species.

The potential of natural regeneration of rocky outcrop vegetation on rupestrian field soils in "Serra do Cipó", Brazil

An area's innate potential to regenerate represents a crucial factor for its conservation and management. The seed rain and seed bank are important agents in the regeneration process. Seed banks are particularly important in communities where there is a high proportion of obligate seeders. Rocky outcrops are habitats where most part of the plant species depends on their seeds to reproduce and maintain viable populations. Therefore, seed banks ought to be important in this vegetation physiognomy. We test the hypotheses that the seed bank of the rocky outcrops found in the rupestrian fields of "Serra do Cipó", Brazil, is richer in species and denser than those formed on different vegetation physiognomies neighboring the outcrops. We then compared species abundance, species richness and composition in the rocky outcrops' seed banks with those of sandy and peaty bogs, forests, gallery forests, and "cerrados". Furthermore, we report on the natural regeneration potential of these soils by assessing a greenhouse study on seedling emergence. Soil samples were collected from 0 to 5 and 5 to 10 cm of depth. Rocky outcrops had the poorest in species and less dense seed bank and showed segregation in species composition. Emergence was greater in the most superficial layer. However, soils on rocky outcrops showed the greatest proportion of endemic threatened species in their seed banks, demonstrating their importance for biodiversity conservation of the "Serra do Cipó" rupestrian fields.

Esfingofilia e sistema de reprodução de Bauhinia curvula Benth. (Leguminosae: Caesalpinioideae) em cerrado no Centro-Oeste brasileiro

A biologia reprodutiva de Bauhinia curvula foi estudada em remanescente de cerrado em Mato Grosso do Sul. Bauhinia curvula é um subarbusto que floresce por seis a sete meses (junho a novembro/dezembro) e possui caule subterrâneo, espessado e gemífero, com função regenerativa. As flores são hermafroditas, zigomorfas, brancas, de antese noturna, exalam odor desagradável e duram 11 horas. O estigma é amplo e fica situado acima e/ou à frente das anteras que apresentam pólen com viabilidade de 98,5%. Néctar é produzido no interior do hipanto, com volume médio de 26 µL e concentração de solutos em torno de 15%. Embora flores de B. curvula apresentem diversas características associadas às síndromes de quiropterofilia e esfingofilia, o pequeno volume de néctar e a estreita entrada da câmara nectarífera parecem não estimular visitas de morcegos. Bauhinia curvula é auto-incompatível e depende de polinizadores, pois não frutificou após autopolinização espontânea. A população estudada apresentou eficácia reprodutiva reduzida (0,07), provavelmente devido à limitação de pólen. Agrius cingulatus (Sphingidae) foi o único visitante floral que apresentou comportamento de visita e comprimentos do corpo e da probóscide adequados para polinizar efetivamente as flores. Esse fato pode favorecer, a médio e longo prazo, a seleção de genótipos autogâmicos.

Ontogeny and structure of the pericarp and the seed coat of Miconia albicans (Sw.) Triana (Melastomataceae) from " cerrado" , Brazil

Miconia albicans fruit and seed coat ontogeny were described under light microscope. The samples were fixed in formalin-aceto-alcohol (FAA), neutral-buffered formaldehyde solution (NBF) and formalin-ferrous sulphate (FFS) solutions, embedded in plastic resin, sectioned at 10 µm and stained with Toluidine Blue. Specific dyes and/or reagents were used for the microchemical tests. The ovary is semi-inferior and the indehiscent, fleshy globose berries are originated mainly from the development of the inferior portion of the ovary. The immature pericarp is mainly parenchymatous with some sclereids, druse crystal and phenolic-like compounds idioblasts widespread in the mesocarp. In the mature pericarp, the endocarp cells are often collapsed, the mesocarp is thick with cells more or less turgid, and the sclereids, the druses and the phenolic-like compound idioblasts are almost absent. The ovules are anatropous, bitegmic and crassinucellate, and the zig-zag micropyle is formed by both the exostome and the endostome. The mature seed is pyramidal-elongated in shape, exalbuminous and testal. The raphal part occupies about 40% of the seed coat total length and had the mechanical layer derived from its inner layer. The antiraphal side is non-multiplicative and the exotesta, mesotesta and endotesta are differentiated into a sclerotic layer, with the exotesta being the mechanical one. The tegmen is absent.