Taxonomic and phylogenetic diversity of herbaceous-shrub species in veredas (brazilian savanna palm swamps) and factors that determine their composition and distribution

Abstract

As veredas são fisionomias de savana úmida caracterizadas como um complexo vegetacional no qual um estrato herbáceo-arbustivo predomina na paisagem e a palmeira Mauritia flexuosa L. está distribuída em sua zona mais úmida. Sua vegetação se desenvolve sobre solos saturados e é cercada por uma matriz de Cerrado sobre solos bem drenados. O objetivo deste trabalho é avaliar como processos ecológicos e evolutivos afetam a diversidade alfa e beta taxonômica e filogenética de espécies herbáceoarbustivas em veredas, e identificar o processo estruturador (baseado na teoria neutra ou de nicho) que influencia essas comunidades. Para isso, utilizei os dados de ocorrência e de cobertura de 560 espécies herbáceas, subarbustivas e arbustivas disponíveis para 21 veredas (315 transectos de 10 m) no Brasil central, juntamente com suas coordenadas geográficas, 12 variáveis de solo e 14 variáveis bioclimáticas. A partir disso, avaliei a diversidade de espécies nas veredas, verifiquei a influência das variáveis do solo sobre a composição e diversidade das espécies, calculei os índices de diversidade beta taxonômica (DBT), avaliei a correlação de fatores edáficos, climáticos e espaciais com a composição de espécies. Por fim, construí uma árvore filogenética com as espécies de vereda e testei a relação entre a diversidade alfa filogenética e as variáveis ambientais, e ainda examinei os efeitos das distâncias do solo, climática e espacial na diversidade beta filogenética (DBF). Os resultados mostraram que a proporção de espécies exclusivas nas veredas variou de 4 a 38%, indicando que a distribuição de espécies nas comunidades é semelhante a um mosaico. Os solos das veredas são ácidos, com altos níveis de alumínio, matéria orgânica e areia, mas baixos níveis de fósforo, magnésio e cálcio. O fósforo do solo, o pH, a matéria orgânica, a saturação por cátions e a proporção de areia foram importantes para entender a composição de espécies (86% da variação) e a riqueza de espécies (63%) nas veredas. Observei que as veredas com alta diversidade florística tem solos de baixa fertilidade. Em geral, as diversidades alfa e beta foram altas e houve diferenças significativas nos atributos dos solos das veredas. Além disso, considerando a DBT, verifiquei que as comunidades de plantas foram mais influenciadas pela substituição espacial das espécies (turnover) do que pelo aninhamento de espécies (nestedness), com preditores espaciais explicando melhor sua composição e distribuição. As variáveis ambientais que influenciam a DBT das veredas são saturação por cátions, pH, areia, temperatura e precipitação. Por fim, essas descobertas revelaram um padrão de distribuição de agrupamento filogenético nas veredas, refletindo a influência de filtros ambientais. As matrizes de distância geográfica, climática e do solo foram mutuamente importantes para explicar significativamente a variação na DBF e no componente de substituição de espécies. Em resumo, considerando a DBT, processos ligados a teoria neutra, atuam na formação de comunidades de vereda. Por outro lado, tanto o agrupamento filogenético quanto a dispersão filogenética atuam na flora das veredas, indicando que o efeito combinado dos processos de nicho e estocásticos influencia a DBF dessas comunidades distintas.