Padrões funcionais de comunidades de plantas lenhosas em transições floresta-campo em resposta a gradientes ambientais no sul do Brasil

Abstract

Transições de floresta-campo são encontradas em diversas regiões do mundo. Sob condições climáticas favoráveis, tem-se observado um padrão de aumento na densidade de lenhosas e expansão florestal sobre áreas de vegetação campestre. Este trabalho tem como objetivo identificar diferenças de composição de espécies lenhosas e composição funcional entre comunidades florestais e de transição, bem como identificar padrões funcionais destas comunidades em resposta a gradientes de clima e solo. Para tanto, foram coletados dados em 18 áreas de transição floresta-campo no sul do Brasil, considerando a densidade de espécies lenhosas e atributos foliares mensurados em cada habitat (floresta e transição). Os sítios de amostragem foram descritos por variáveis de clima e solo, gerando assim três matrizes ambientais (E): tipo de habitat, climática e edáfica. A análise dos dados envolveu ajustes de Procrustes entre matriz T (atributos médios da comunidade ponderados pela abundância das espécies) e matriz E (r (TE)) para detectar padrões de convergência de atributos, e entre diversidade funcional (R) e matriz E (r (RE)) para detectar padrões de divergência, relacionando estes padrões a cada matriz E. Os resultados indicaram padrões de convergência e divergência em relação à matriz de habitat. Comunidades florestais e de transição diferiram em termos de média de SLA e área foliar, e também quanto à diversidade funcional (ambos com valores maiores na floresta). Considerando os gradientes ambientais, as comunidades de ambos os habitats apresentaram padrões de convergência com o clima e o solo. Em matéria de clima, o principal resultado foi em relação ao SLA, com valores mais altos em áreas de florestas estacionais. Quanto ao solo, as comunidades florestais demonstraram uma associação de SLA e espessura da folha com o gradiente de matéria orgânica / fertilidade, porém as comunidades de transição não apresentaram padrões claros. Padrões de divergência em relação ao solo foram observados para ambos os habitats, mas só a floresta apresentou divergência em relação ao gradiente climático. Concluímos que, apesar das diferenças locais entre habitats em termos de composição de espécies lenhosas e estratégias funcionais, as comunidades de transição e de floresta estão respondendo de forma semelhante aos gradientes climáticos regionais. No geral, as espécies lenhosas demonstram ter estratégias funcionais relacionadas a atributos foliares que tem possibilitado o processo de adensamento de lenhosas em ecossistemas campestres em áreas de transição de floresta-campo.

Forest-grassland transitions are found in many different regions of the world. Through favorable climatic conditions, a pattern of woody encroachment and forest expansion over open grassy areas is observed. This work aims at identifying species composition and functional differences between forest and transition communities concerning woody plants, as well as functional patterns of communities in response to climate and soil gradients. We collected data in 18 forest-grassland transition areas in southern Brazil, considering woody plant species density and leaf traits that were measured for each habitat (forest and transition). Sites were described by climate and soil variables, leading to three different environmental matrices (E): habitat-type, climatic, and soil gradient. Data analysis involved Procrustes adjustment between matrix T (community-weighted mean traits) and matrix E (r(TE)) to detect trait-convergence, and between functional diversity (R) and matrix E (r(RE)) to detect patterns of divergence related to each matrix E. Results showed convergence and also divergence concerning the habitat-type matrix. Forest and transitional communities differed in terms of SLA and leaf area community-weighted means, and also in functional diversity. Concerning the environmental gradients, either forest or transition habitats presented convergence patterns with climate and soil gradients. Main results concerning climate were related to higher SLA at seasonal forest sites. As for soil, forest communities have demonstrated an association of SLA and leaf thickness with the organic matter/fertility gradient, but transition didn’t present clear patterns. Concerning alpha-divergence both habitats responded to soil gradients, but only forest presented divergence concerning climate. We conclude that although woody species of both habitats locally differed in species composition and their functional strategies, communities of forest and grassland transitions are responding similarly to broader climate gradients. Overall woody species seem to have leaf traits strategies that enabled the encroachment process of grassy ecosystems in forest-grassland transitions.