Limitantes climáticos de espécies arbóreas através do gradiente tropical-subtropical em florestas da mata atlântica

Abstract

Por que algumas espécies são amplamente distribuídas enquanto outras possuem estreita amplitude de distribuição? Essa questão há muito tempo tem motivado ecólogos a tentar entender as distribuições das abundâncias das espécies e como essas distribuições estão ligadas às tolerâncias das espécies. Espera-se que, em comunidades de plantas, a composição e a abundância das espécies variem de acordo com as tolerâncias individuais para diferentes condições climáticas, resultando em um menor número de espécies fisiologicamente tolerantes a condições mais estressantes e amplamente distribuídas no gradiente climático. Essa ideia é predita pela hipótese da tolerância fisiológica. A Mata Atlântica possui grande variação latitudinal e altitudinal, capturando gradientes relacionados com precipitação e temperatura, sendo assim uma ótima área de estudo para avaliar limites climáticos de espécies arbóreas. Uma maneira para classificar as tolerâncias das espécies e também identificar sob quais condições as espécies alcançam maior abundância (afiliação) é mapear suas distribuições através de gradientes climáticos, utilizando inventários florísticos. Diante desse contexto, nesta dissertação objetivamos investigar as amplitudes da distribuição de espécies arbóreas na Mata Atlântica ao longo de gradientes de temperatura e precipitação, bem como suas afiliações climáticas. Utilizamos dados de comunidades florestais do banco de dados TreeCo para obter dados de ocorrência e abundância de espécies arbóreas através do gradiente da Mata Atlântica (622 comunidades). Para as 2001 espécies analisadas neste trabalho, calculamos as amplitudes de ocorrência e o índice de afiliação em relação à temperatura média e à sazonalidade da precipitação. Identificamos que, como esperado pela hipótese da tolerância fisiológica, espécies que conseguem tolerar temperaturas mais frias são distribuídas ao longo de um amplo gradiente de temperatura, enquanto algumas espécies se restringem a locais com temperaturas mais quentes. Em relação à sazonalidade de precipitação, identificamos espécies amplamente distribuídas, ou seja de locais com menor sazonalidade até locais com maior sazonalidade, e espécies restritas a locais com maior sazonalidade, não seguindo o padrão da hipótese da tolerância fisiológica. Considerando as espécies significativamente afiliadas à temperatura e à sazonalidade da precipitação, verificamos que suas distribuições ótimas no gradiente climático tem associação ao padrão espacial biogeográfico da Mata Atlântica, onde se destacam dois blocos florestais predominantes: um grupo temperado sul e um grupo tropical norte.

Why some species are widely distributed while others are concentrated into narrow amplitudes? For a long time, this question has motivated ecologists to investigate the distributions of species abundances and how they are linked to species tolerances. In plant communities, it is expected a variation in species composition and abundances according to individual species tolerances to different climatic conditions, resulting in a smaller number of species physiologically tolerant to more stressful conditions and widely distributed in the climatic gradient. This idea is predicted by the physiological tolerance hypothesis. The Atlantic Forest has a marked latitudinal and altitudinal range, capturing climatic gradients related to precipitation and temperature, which thus represent a great study area to evaluate tree species climatic limits. One way to classify species tolerances and identify under what conditions the species reach greater abundance (affiliation) is mapping species distributions across climatic gradients by using many floristic inventories. Under this perspective, the aim of this dissertation was to investigate the distribution ranges of tree species in the Atlantic Domain along temperature and precipitation gradients, and their climatic affiliations. We used forest communities data from the TreeCo database to obtain occurrence and abundance of tree species through the Atlantic Forest gradient (622 communities). For the 2001 species analyzed in this work, we calculated the ranges of occurrence and the affiliation index for mean temperature and precipitation seasonality. As expected by the physiological tolerance hypothesis, we found that species that tolerate lower temperatures are distributed across a wider temperature gradient, while some species are restricted to milder temperatures. Regarding the precipitation seasonality, we identified widely distributed species, i.e. from lower to greater precipitation seasonality, and species restricted to sites with greater seasonality, not following the physiological tolerance hypothesis. Considering the species significantly affiliated to temperature and/or to precipitation seasonality, we verified that their optimal distributions along the climatic gradients were associated with the biogeographic pattern of the Atlantic Forest, in which two forest blocks stand out: a temperate south group and a tropical northern group.