Nucleação da floresta com araucária sobre o campo : estratégias das plantas e os modelos de metacomunidades

Abstract

A expansão da floresta sobre o campo, a partir do estabelecimento de araucárias isoladas (nucleação), forma uma paisagem única no planalto sul-brasileiro, sendo que o uso de uma abordagem de metacomunidades pode auxiliar a compreender melhor esse processo. Existem quatro modelos de metacomunidades que explicam a relação entre comunidades locais: dinâmica de manchas, seleção de espécies, efeitos de massa e neutro. Esses modelos possuem diferentes premissas quanto aos processos de nicho e de dispersão que atuam na dinâmica da metacomunidade. No entanto, há uma lacuna entre a teoria e o teste desses modelos em estudos empíricos. Uma forma de testar mais claramente esses modelos é através de uma abordagem funcional. Nesse contexto, o objetivo do trabalho foi avaliar a importância (i) de atributos relacionados às estratégias de dispersão e de crescimento das espécies, (ii) da abundância das espécies no pool regional e (iii) do tamanho da mancha, na organização de comunidades de indivíduos lenhosos juvenis em áreas de nucleação florestal sobre o campo, a fim de compreender quais modelos de metacomunidades melhor explicam esse processo. Para tanto, calculamos o CWM (Community Weighted Mean) e índices de diversidade funcional, considerando a ocorrência (sesFD) e a abundância (sesFDis) das espécies, para tamanho da semente e área foliar específica (SLA), em manchas florestais de distintos tamanhos e na floresta contínua adjacente ao campo, e testamos se as áreas diferem entre si de acordo com o tipo de ambiente. Avaliamos ainda se a abundância relativa das espécies nas áreas de nucleação é determinada pela abundância das mesmas na floresta contínua, através do uso dos modelos de Community Assembly by Trait Selection (CATS). Os resultados foram então comparados com o esperado para cada modelo de metacomunidade. A maior parte dos sítios apresentou índices de diversidade funcional para SLA e tamanho da semente de acordo com o esperado ao acaso. As áreas não diferiram quanto ao CWM para SLA. No entanto, foram observadas diferenças quanto ao CWM para o tamanho da semente, com o favorecimento de espécies com sementes menores em áreas mais abertas, e espécies com sementes maiores em áreas mais sombreadas. De acordo com os modelos CATS, a abundância das espécies no pool regional foi mais importante do que os atributos para a determinação da abundância das mesmas nas comunidades locais. Concluiu-se que o modelo de metacomunidades que melhor explica o processo de nucleação florestal sobre o campo no planalto das araucárias é o modelo de efeitos de massa, o que ressalta a importância da dispersão para a estruturação das comunidades locais. Como a maior parte das espécies lenhosas existentes na área possui dispersão zoocórica, esse resultado indica que a preservação da fauna dispersora é fundamental para a dinâmica desse ecossistema. Com o uso de uma abordagem funcional, em conjunto com os modelos CATS, foi possível testar os quatro modelos de metacomunidades. Assim, o método proposto pode ser aplicado a outros sistemas naturais, auxiliando na compreensão do funcionamento de diferentes metacomunidades.

The forest expansion over the grassland, from the establishment of isolated Araucaria (nucleation) forms a unique landscape in south brazilian plateau, and the use of a metacommunity approach can help to better understand this process. There are four metacommunity models that explain the relationship between local communities: patch-dynamics, species-sorting, mass-effects and neutral. These models have different assumptions about niche processes and dispersion that act in metacommunities dynamics. However, there is a gap between theory and the test of these models in empirical studies. One way to test these models more clearly is through a functional approach. In this context, the objective of this study was to evaluate the importance of (i) attributes related to dispersion and growth species strategies, (ii) species abundance in the regional pool and (iii) patch size, on structuring communities of juvenile woody individuals in forest nucleation areas on the grassland in order to understand which metacommunity model explain this process. Therefore, we calculate the CWM (Community Weighted Mean) and functional diversity indices, considering species occurrence (sesFD) and abundance (sesFDis) for seed size and specific leaf area (SLA), in forest patches of different sizes and in adjacent continuous forest and tested if sites differ according to ambient. Further, we evaluated if species relative abundance in nucleation areas is determined by the abundance in the continuous forest, by the use of Community Assembly by Trait Selection (CATS) models. Then, we compared results with expected for each metacommunity model. Most of sites presented functional diversity values for SLA and seed size as expected by chance. Areas did not differ in CWM to SLA. However, we observed differences for CWM to seed size, favoring species with smaller seeds in more open areas, and species with larger seeds in more shaded areas. According to CATS models, species abundance in regional pool was more important than attributes to determine species abundance in local communities. We concluded that the metacommunity model that best explains forest nucleation on the grassland in Araucaria plateau is the mass-effects model, which emphasizes the importance of dispersion for structuring local communities. As most of existing woody species has zoochorous dispersion, this result indicates that preservation of disperser fauna is essential for ecosystem dynamic. By using a functional approach in combination with CATS models, it was possible to test the four metacommunity models. Thus, the method proposed in this work can be applied to other natural systems, helping understanding different metacommunities operation.