Characterization of a highly biodiverse floodplain meadow using hyperspectral remote sensing within a plant functional trait framework

We assessed the potential for using optical functional types as effective markers to monitor changes in vegetation in floodplain meadows associated with changes in their local environment. Floodplain meadows are challenging ecosystems for monitoring and conservation because of their highly biodiverse nature. Our aim was to understand and explain spectral differences among key members of floodplain meadows and also characterize differences with respect to functional traits. The study was conducted on a typical floodplain meadow in UK (MG4-type, mesotrophic grassland type 4, according to British National Vegetation Classification). We compared two approaches to characterize floodplain communities using field spectroscopy. The first approach was sub-community based, in which we collected spectral signatures for species groupings indicating two distinct eco-hydrological conditions (dry and wet soil indicator species). The other approach was “species-specific”, in which we focused on the spectral reflectance of three key species found on the meadow. One herb species is a typical member of the MG4 floodplain meadow community, while the other two species, sedge and rush, represent wetland vegetation. We also monitored vegetation biophysical and functional properties as well as soil nutrients and ground water levels. We found that the vegetation classes representing meadow sub-communities could not be spectrally distinguished from each other, whereas the individual herb species was found to have a distinctly different spectral signature from the sedge and rush species. The spectral differences between these three species could be explained by their observed differences in plant biophysical parameters, as corroborated through radiative transfer model simulations. These parameters, such as leaf area index, leaf dry matter content, leaf water content, and specific leaf area, along with other functional parameters, such as maximum carboxylation capacity and leaf nitrogen content, also helped explain the species’ differences in functional dynamics. Groundwater level and soil nitrogen availability, which are important factors governing plant nutrient status, were also found to be significantly different for the herb/wetland species’ locations. The study concludes that spectrally distinguishable species, typical for a highly biodiverse site such as a floodplain meadow, could potentially be used as target species to monitor vegetation dynamics under changing environmental conditions.

Palynological differentiation between genera of the Moraceae family and implications for Amazonian palaeoecology

The Moraceae family is one of the most abundant and ecologically important families in Neotropical rainforests and is very well-represented in Amazonian fossil pollen records. However, difficulty in differentiating palynologically between the genera within this family, or between the Moraceae and Urticaceae families, has limited the amount of palaeoecological information that can be extracted from these records. The aim of this paper is to analyse the morphological properties of pollen from Amazonian species of Moraceae in order to determine whether the pollen taxonomy of this family can be improved. Descriptive and morphometric methods are used to identify and differentiate key pollen types of the Moraceae (mulberry) and Urticaceae (nettle) families which are represented in Amazonian rainforest communities of Noel Kempff Mercado National Park (NKMNP), Northeast Bolivia. We demonstrate that Helicostylis, Brosimum, Pseudolmedia, Sorocea and Pourouma pollen can be identified in tropical pollen assemblages and present digital images of, and a taxonomic key to, the Moraceae pollen types of NKMNP. Indicator species, Maquira coriacea (riparian evergreen forest) and Brosimum gaudichaudii (open woodland and upland savanna communities), also exhibit unique pollen morphologies. The ability to recognise these ecologically important taxa in pollen records provides the potential for much more detailed and reliable Neotropical palaeovegetation reconstructions than have hitherto been possible. In particular, this improved taxonomic resolution holds promise for resolving long-standing controversies over the interpretation of key Amazonian Quaternary pollen records.

Successional stage and geographic features determine floristic similarity among Atlantic Forest remnants, Sao Paulo State, Brazil

Analysis of floristic similarity relationships between plant communities can detect patterns of species occurrence and also explain conditioning factors. Searching for such patterns, floristic similarity relationships among Atlantic Forest sites situated at Ibiuna Plateau, Sao Paulo state, Brazil, were analyzed by multivariate techniques. Twenty one forest fragments and six sites within a continuous Forest Reserve were included in the analyses. Floristic composition and structure of the tree community (minimum dbh 5 cm) were assessed using the point centered quarter method. Two methods were used for multivariate analysis: Detrended Correspondence Analysis (DCA) and Two-Way Indicator Species Analysis (TWINSPAN). Similarity relationships among the study areas were based on the successional stage of the community and also on spatial proximity. The more similar the successional stage of the communities, the higher the floristic similarity between them, especially if the communities are geographically close. A floristic gradient from north to south was observed, suggesting a transition between biomes, since northern indicator species are mostly heliophytes, occurring also in cerrado vegetation and seasonal semideciduous forest, while southern indicator species are mostly typical ombrophilous and climax species from typical dense evergreen Atlantic Forest.

Efeito do turno de coleta sobre comunidades de formigas epigéicas (Hymenoptera: Formicidae) em áreas de Eucalyptus cloeziana e de cerrado

This study aimed at evaluating the effect of collect time (day and night) on ant fauna attracted to baits in areas of Eucalyptus cloeziana (Myrtaceae) and cerrado. The ants were collected in Fazenda Boa Vista, Mannesmann Fi-El Florestal Ltda, Paineiras, Minas Gerais State. Eigthteen sample units were collected: 12 in E. cloezina and six in cerrado. Each sample unit consisted of three plots (25 x 35 m each). The plot consisted of 34 baits distributed in a grid pattern at 5 m intervals. The sampling was carried out in the diurnal and nocturnal period. The results obtained revealed that both type of vegetation (cerrado x Eucalyptus) and the collect time (day x night) had a significative influence on the epigaeic ant fauna. The ordination (DCA) indicated that collect time effect was more important to fauna structuration than the vegetation effect. Brachymyrmex sp.1, Brachymyrmex sp.2, Camponotus crassus Mayr, Camponotus rufipes (Fabricius), Cephalotes pusillus (Klug) and Ectatomma brunneum Smith were indicator species of nocturnal period, and Camponotus renggeri Emery, Camponotus atriceps (Smith), Camponotus melanoticus Emery and Paratrechina sp.1 were indicators of nocturnal period.

Floristic relationships among inland swamp forests of Southeastern and Central-Western Brazil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Gap disturbance regime and composition in the Atlantic Montane Rain Forest: the influence of topography

In the Atlantic Montane Rain Forest of south-eastern Brazil, a field study was carried out to describe the forest disturbance regime, analyse canopy gap composition and evaluate the influence of habitat parameters on gap tree species composition. We characterized canopy gaps considering the group of variables as follows: area, type and number of tree/branch falls, topographic position, soil coverage and surrounding canopy trees. Gap composition was assessed at species level by measuring all individuals inside gaps higher than one meter. Mean gap area of the 42 canopy gaps analysed was 71.9 +/- 9.0 m(2) (mean +/- SE). Out of the studied gaps, 35.7% were created by uprooted and by snapped trees, 16.7% by dead-standing trees and 11.9% by the fall of large branches. The disturbance regime was characterized by gap openings predominantly smaller than 150 m(2) and by spatial patterning related to topography. Ridges had smaller gaps and higher proportions of gaps created by branch falls; slopes had bigger gaps generally created by uprooting events. The more abundant and frequent species were shade tolerant and the more species-rich families found inside gaps did not differ from the forest as a whole. Pioneer species were rare and restricted to medium and large size classes. The Indicator Species Analysis and the Canonical Correspondence Analysis indicated gap area, topography and the percentage of soil cover by the genera Calathea and Ctenanthe were the predominant variables correlated with woody species distribution. So, topography emerged as an important issue not only to the gap disturbance regime, but also to gap colonization. In respect to the influence of gap processes on the Atlantic Montane Rain Forest regeneration, our results support the view that canopy gap events may not be working as promoters of community wide floristic shifts.

Similarity of ground-dwelling anuran (Amphibia) composition among different vegetation physiognomies in a Mesophytic Semideciduous Forest from southeastern Brazil

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Fish community structure along a conservation gradient in Bodoquena Plateau streams, central West of Brazil.

Aim: To investigate whether composition and structure of stream ichthyofauna vary along the conservation gradient in the Bodoquena Plateau; Methods: Standardized sampling was performed in nine stream stretches (three references, three in the pasture, and three in urban areas), each 80 m long, in April, May and June/08; Results: A quantity of 8,102 individuals representing 36 species was collected. There were no significant differences with respect to absolute species richness among stretches. Urban stretches were more similar to each other than the other two groups, both regarding species composition and abundance. A set of six species was considered an indicator of reference stretches, whereas two were of pasture stretches and four of urban stretches. Poecilia reticulata and Corydoras aeneus, occurring only in urban stretches, were unique in showing the maximum values in the indicator species analysis; Conclusions: Results indicate changes in the ichthyofauna with urbanized surrounding water courses. The presence and abundance of Poecilia reticulata and Corydoras aeneus may indicate the quality loss of these environments.

Estrutura de um trecho de floresta Amazônica na bacia do alto rio Xingu

Este estudo apresenta a estrutura de florestas em Gaúcha do Norte-MT (13° 10'S e 53° 15' O), na borda sul-amazônica. Para o levantamento fitossociológico, três áreas amostrais de 1ha foram subdivididas em 50 parcelas de 10x20m, nas quais foram amostrados todos os indivíduos com perímetro à altura do peito (PAP) >15 cm. Para verificar a similaridade estrutural entre as áreas utilizou-se a Análise de Correspondência. As espécies indicadoras dos ambientes de interflúvio e das áreas sujeitas à inundação foram obtidas através do TWINSPAN e de um sistema de pesos. Concluiu-se que as florestas presentes na bacia do rio Pacuneiro pertencem à mesma unidade fitogeográfica, mas com subtipos florísticos e estruturais de acordo com a posição no relevo, a proximidade dos cursos d'água e o estrato analisado, apresentando predominância de algumas espécies, ou até mesmo possíveis endemismos, em determinados trechos ou estratos. A formação apresentou baixa diversidade alfa (2,91 a 3,50) e beta (3,62 a 3,86), o que não é comum em florestas amazônicas. Várias hipóteses podem explicar essa baixa diversidade, entre elas a baixa precipitação e a alta sazonalidade, o ambiente físico regional aparentemente homogêneo e favorável às espécies competidoras, ou os eventos históricos, relacionados à possível exploração por tribos indígenas ou à recente expansão dessas florestas sobre as áreas savânicas.

Bacteriocin-like substances production by Streptococcus-salivarius against oral bacteria

Samples of tongue and bucal mucosa surfaces were obtained from six healthy subjects with the purpose of isolating S. salivarius. It was verified that 47 out of 48 S. salivarius strains produced bacteriocin-like substances against at least one of the indicator species: Actinomyces viscosus, Rothia dentocariosa, Streptococcus pyogenes, Staphylococcus aureus, Streptococcus mutans and Streptococcus sanguis. The method employed to test for bacteriocin production was that of deferred antagonism. The results showed that there was a high antagonism against R. dentocariosa, S. pyogenes and A. viscosus; extremely low against S. mutans and S. sanguis and no inhibition for S. aureus.

Atividade rizosférica de solo tratado com herbicida durante processo de remediação por Stizolobium aterrimum

This study aimed to evaluate the soil microbiota activity associated to S. aterrimum rhizosphere, during the phytoremediation process of a soil contaminated with trifloxysulfuron-sodium. S. aterrimum was cultivated in vases (6, 0 L) filled with soil, after trifloxysulfuron-sodium, at 7.5 g ha -1, was applied or not. Every 15 days after sowing (DAS), rhizospheric soil was collected for soil microbial respiration (amount of evolved CO 2) and microbial biomass carbon (MBC) analysis. To determine herbicide residues in the soil samples, after phytoremediation, Sorghum bicolor L. was cultivated as an indicator species, in addition to high performance liquid chromatography (HPLC) analysis. The microbiota associated to S. aterrimum rhizosphere showed to be sensitive to trifloxysulfuron-sodium and may be used as a microbiological indicator of disturbances caused by this herbicide in the environment. Regarding time for remediation, 45 days of development is enough for S. aterrimum to reduce residual trifloxysulfuron- sodium to a level not able to cause toxicity to the indicator plant.

Estrutura e influência da sazonalidade na comunidade de borboletas da subfamília Ithomiinae (Lepidoptera: Nymphalidae) na Estação Científica Ferreira Penna, Melgaço, Pará

As borboletas do grupo Ithomiinae são caracterizadas por espécies estritamente neotropicais, consideradas modelos de anéis miméticos e apresentam uma taxonomia relativamente bem conhecida. Por estas razões são frequentemente utilizadas como indicadores biológicos. O presente estudo teve como intuito caracterizar a comunidade de Ithomiinae em uma área de Floresta Ombrófila Densa (terra firme), localizada na Estação Científica Ferreira Penna (Floresta Nacional de Caxiuanã), município de Melgaço, estado do Pará, além de testar a eficiência do protocolo de captura deste grupo. Para isto foram realizadas coletas em uma área de 500 x 500 m, utilizando dois métodos. O primeiro foi o de armadilhas contendo isca de folhas e inflorescências de Heliotropium indicum dentro de cinco parcelas amostrais de 100 x 100 m, sendo que cada uma continha cinco pares de armadilhas (uma sub-bosque e outra no dossel da floresta). O outro método foi o de coletas com redes entorno lógicas entre as parcelas. O período da amostragem foi nos meses de julho, outubro de 2004 e janeiro a novembro de 2005 (cinco dias de coleta mensais). Com um esforço total de 2000 armadilha horas por mês e 40 redes horas por mês foram registrados 1844 indivíduos de Ithomiinae, pertencentes a 14 espécies. As espécies Hypothyris ninonia (Hübner, [1806]) e Napeogenes rhezia (Geyer, [1834]) foram as espécies mais abundantes. Foi encontrada uma diversidade homogênea tanto no sentido horizontal quanto vertical, apesar de ser observada uma preferência da maioria das espécies pelo ambiente de sub-bosque. Foi registrada uma predominância de machos na comunidade da área. Como o grupo apresenta diferenças comportamentais entre indivíduos machos e fêmeas, essa predominância de machos nos registros pode ser resultado de uma seleção dos métodos na captura dos espécimes. Não foi encontrada uma diferença significativa entre a riqueza de espécies registrada pelos diferentes métodos, apesar de três espécies serem obtidas exclusivamente pelas redes, e outras duas pelas armadilhas de isca. Houve uma predominância nos registros de Methona sp. pelas redes entomológicas, sugerindo uma atração diferenciada da espécie pela isca utilizada. Verificou-se uma correlação negativa entre o número de indivíduos coletados e o aumento dos índices de pluviosidade. O estudo apresentou uma baixa riqueza de espécies com amostragem intensiva, a comunidade é representada por espécies abundantes e raras; e apresenta oscilações na abundância conforme a precipitação pluviométrica. As armadilhas de sub-bosque foram mais eficiente. Sugere-se para Ithomiinae a utilização de somente armadilhas no subbosque com isca de Heliotropium indicum.

Efeito do uso do hábitat sobre a comunidade de Gerromorpha (Heteroptera) em uma área de transição Amazônia-cerrado, Mato Grosso, Brasil

Os Heteroptera aquáticos e semi-aquáticos consistem em três infra-ordens monofiléticas, os Gerromorpha, Nepomorpha e Leptopodomorpha. No Brasil, existe um número bastante reduzido de literatura sobre este grupo, onde o estado de Minas Gerais concentra o maior número de estudos. Este trabalho objetivou determinar o efeito da intensidade de uso da terra sobre a comunidade de heterópteros aquáticos, infra-ordem Gerromorpha. A área de estudo está localizada na Fazenda Tanguro, estado do Mato Grosso, em uma faixa de transição entre os biomas Amazônia e Cerrado. Foram realizadas quatro expedições nos meses de maio e julho, nos anos de 2006 e 2007. As coletas foram realizadas ao longo de seis riachos de primeira ordem localizados em três áreas diferentes: campo de soja, pastagem e mata contínua. Foram encontrados 5 famílias, 19 gêneros, 36 espécies e 13 morfoespécies de Gerromorpha. As curvas médias de acumulação de espécies para cada uma das três áreas de estudo não atingiram a assíntota ao final da adição de amostras, mas demonstraram uma clara tendência a estabilização, sugerindo que um aumento do esforço amostral aproximaria o número de espécies observadas da realidade do local de estudo. Embora a cobertura vegetal tenha sido significativamente diferente entre as três áreas estudadas (ANOVA, F2,45= 23,72; P < 0,001), o tipo de hábitat não influenciou no número de espécies de Gerromorpha (ANOVA F3,44= 0,77; P = 0,52). Sete espécies apresentaram diferenças significativas entre os hábitats. Os dois eixos do MDS baseados na composição das espécies não separaram as espécies quanto ao tipo de hábitat. Para a matriz de abundância, o eixo 1 (MANOVA; F2,45 = 16,27; P < 0,001) e o eixo 2 (MANOVA; F2,45 = 6,31; P = 0,004) diferenciaram as espécies que ocorreram na área de mata contínua. Um total de 57,14% das espécies coletadas é compartilhado pelas três áreas de estudo. A sensível redução no número de indivíduos registrados da área mais conservada (mata contínua) para as áreas degradadas (plantio de soja e pastagem, respectivamente) possivelmente está relacionada à perda de cobertura vegetal observada nas áreas degradadas. As espécies Brachymetra lata, Brachymetra sp 1, Cylindrostethus palmaris, Tachygerris celocis, Rhagovelia paulana, e Rhagovelia whitei podem ser consideradas espécies indicadoras de áreas florestadas; e Neogerris lubricus pode ser indicadora de ambientes sem cobertura vegetal.

Baetidae (Insecta, Ephemeroptera) em córregos do cerrado matogrossense sob diferentes níveis de preservação ambiental

O efeito dos diferentes níveis de preservação ambiental de córregos de 1ª a 4ª ordens sobre a riqueza, abundância, similaridade na composição de Baetidae (Ephemeroptera) e o potencial das espécies como bioindicadoras foram investigados em uma região de cerrado matogrossense. Um total de vinte espécies/morfoespécies foi catalogado dentre as 1752 ninfas amostradas, sendo reportado dois novos registros de espécies para o país. Os valores do Índice de Integridade de Hábitat (HII) obtidos foram categorizados para ambientes degradados, alterados e conservados. A riqueza de espécies foi diferente entre os locais, sendo maior em ambientes alterados. A abundância foi maior entre ambientes conservados e alterados, sendo significantemente diferente dos locais degradados. A análise NMDS indicou que locais conservados e alterados apresentam similaridade de composição de espécies, diferindo dos locais degradados. Quatro espécies demonstraram relação positiva com o aumento dos valores do HII. Baetidae apresentou espécies indicadoras de ambientes com diferentes níveis de preservação, sendo Zelusia principalis Lugo-Ortiz & McCafferty, 1998 e Baetodes sp. indicadoras de ambientes conservados e Aturbina nigra Salles, Boldrini & Shimano, 2011, Callibaetis sp. 2, Camelobaetidius aff. janae Dominique & Thomas, 2000, Paracloeodes binodulus Lugo-Ortiz & McCafferty, 1996, Waltzoyphius roberti Thomas & Peru, 2002 como indicadoras de ambientes alterados. O conhecimento da ecologia das espécies avança no sentido de fornecer subsídios ao biomonitoramento da bacia e uso de espécies indicadoras.

Composição florística, estrutura e heterogeneidade ambiental da comunidade arbórea de uma várzea em Porto Ferreira, SP, Brasil

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)