Pulsos de inundação, padrões de diversidade e distribuição de espécies arbóreas em uma floresta ribeirinha no sul do brasil

Abstract

Formações ribeirinhas são áreas de transição entre os sistemas terrestre e aquático, caracterizadas por elevada heterogeneidade ambiental e por um amplo espectro de elementos biológicos e valores socioeconômicos. Contrário às grandes bacias hidrográficas, onde geralmente os pulsos de inundação são sazonais, os rios de pequeno porte apresentam regimes de inundação freqüentemente imprevisíveis, onde os gradientes de perturbação podem ser expressos pela razão direta entre intensidade, duração e freqüência. Considerando a distribuição de grupos ecológicos ao longo de um gradiente de inundação e as relações entre distúrbio e variáveis ambientais, o presente trabalho teve como objetivo avaliar os padrões de riqueza e diversidade de espécies arbóreas em um rio com regime de inundações não-previsível. O estudo foi realizado próximo à foz do rio Botucaraí (30º 01’S e 52º 47’W), em quatro parcelas de 1 ha, situadas em diferentes cotas de elevação. Cada parcela foi dividida em 10 transecções contíguas de 10 × 100 m, paralelas à margen do rio, sendo cada transecção posteriormente subdividida em unidades amostrais de 10 × 10 m. Em cada parcela, todos os indivíduos arbóreos vivos com perímetro à altura do peito (pbh) ≥ 15 cm foram amostrados. Coletas superficiais de solo (0 – 20 cm de profundidade) foram realizadas, bem como um detalhamento topográfico das parcelas. A freqüência de distúrbio em cada unidade amostral foi definida a partir da interpolação de cota topográfica de cada unidade amostral com os pulsos de inundação para o período de 1981–2004. Técnicas multivariadas de ordenação e classificação foram aplicadas, a fim de explorar as relações entre distribuição de espécies arbóreas, grupos ecológicos de regeneração, estratificação e dispersão com as variáveis ambientais. Uma modelagem por equações estruturadas definiu um modelo significativo entre freqüência de distúrbio, biomassa e variáveis ambientais sobre a variação na riqueza de espécies. Foram amostrados 5.779 indivíduos arbóreos de 37 famílias botânicas. A interação entre distúrbio e biomassa revelou um pico de riqueza de espécies com o aumento da biomassa e a diminuição da freqüência de distúrbios. O modelo estrutural final explicou 79% da variação na riqueza de espécies e 67% na variação sobre biomassa. A análise dos grupos ecológicos revelou menor estratificação vertical em direção às áreas mais inundáveis. Estas áreas também apresentaram maior proporção de indivíduos de espécies pioneiras e dispersão autocórica. Variações florísticas ao longo do gradiente sugerem que a seleção de habitat influencia os padrões de distribuição das espécies, favorecendo histórias de vida com características generalistas, em decorrência de um regime de inundações não-previsível.

Riverine systems are transitional areas between land and aquatic ecosystems that present high environmental heterogeneity and including a wide array of socio-economic and biological values. In large hydrographic basins, flood pulses are seasonal and currently predicted which differ substantially from small rivers, where flood pulses are unpredictable and should be referred as a direct interaction of intensity, duration and frequency. By analyzing the distribution of ecological groups across a flood gradient and the relationships among disturbance and environmental variables, the present work addressed to analyze tree species richness and diversity in a small river with unpredictable flood regime. The survey was conducted in the lower sector of rio Botucaraí (30º 01’S e 52º 47’W) where we installed four 1 ha plots across different topographical sites. Each plot comprised ten contiguous 10 × 100 m transects, parallels to the river margin and then, each transect was subdivided in 10 × 10 m sampling units. In each plot we sampled all individual living trees having at least 15 cm of perimeter at the breast height (pbh). We collected samples of the topsoil (0–20 cm depth) and we carried out a detailed topographic survey of each plot. We interpolated the topographical position of each sampling unit and inundation records from 1981–2004 to obtain a disturbance frequency to each position. We applied multivariate ordination and grouping techniques to seek for relationships among environmental variables, tree species distribution and ecological groups of regeneration, stratification and dispersal. A structural equation modelling improved a significant model among flood frequency, biomass and environmental variables over species richness. Field inventory yielded a total of 5,779 trees belonging to 96 species and 36 families. The interaction between disturbance and biomass revealed a species richness peak with higher biomass and lower disturbance frequency. The final structural model explained 79% of variance in species richness and 67% of variance in biomass. The ecological groups’ analyses revealed lower vertical stratification toward frequently inundated areas. Moreover, these sites presented higher proportion of pioneer and autochorous trees. Floristic changes across the gradient suggest that habitat selection influences species distribution patterns, by selecting generalized live history traits due to the unpredictable flooding regime.