O papel dos deslizamentos na diversidade do estrato herbáceo na Floresta Atlântica do Paraná

Abstract

A distribuição das espécies é resultado dos processos de especiação, dos filtros biogeográficos, das restrições ambientais que as espécies do pool regional encontram e das interações ecológicas das espécies. Deslizamentos fazem parte da dinâmica natural das encostas da Serra do Mar, tendo papel relevante na alteração do relevo, na heterogeneidade ambiental e, consequentemente, na dinâmica da vegetação. Deslizamentos ocorrem continuamente ao longo do tempo, em pequenas e grandes escalas espaciais, e são considerados distúrbios para a vegetação, pois dão início a processos de sucessão ecológica. O objetivo deste trabalho foi avaliar o papel dos distúrbios por deslizamentos (DD) na composição da diversidade de plantas do estrato herbáceo na Floresta Atlântica da Serra do Mar, no Paraná. As herbáceas são boas indicadoras das condições ambientais, pois respondem a variações que não são observadas na vegetação de maior porte. Amostramos plantas do estrato herbáceo em cinco localidades com histórico de deslizamento de diferentes idades: dois, cinco e 39 anos após o DD. Para a avaliação da riqueza, instalamos 10 parcelas (5x5 m) em cada localidade: cinco sobre as cicatrizes de deslizamentos e cinco sob a floresta sem DD. Dentro destas parcelas, instalamos uma subparcela de 2x2 m para medição da cobertura das espécies. Decompomos a diversidade total em componentes nas seguintes escalas de variação: diversidade média das parcelas (α); variação da diversidade entre as parcelas de uma mesma condição - com ou sem deslizamento (β1); variação da diversidade entre condições (β2), hipotetizada como a principal fonte de variação; e variação da diversidade entre localidades (β3). Para encontrar a principal escala de variação, utilizamos a métrica de partição aditiva da diversidade, tanto utilizando o índice de Shannon-Wiener quanto a riqueza de espécies. Além disso, avaliamos como a diversidade beta varia espacialmente e temporalmente em resposta a DDs. DDs mostraram ter papel relevante na modificação da diversidade de plantas do estrato herbáceo. Porém, a variação espacial da diversidade entre localidades (β3) se mostrou a principal fonte de variação, mostrando relevância na existência das unidades de conservação espacialmente distantes. Na partição com índice de Shannon- Wiener, a diversidade α foi a principal escala de variação, devido ao padrão geral de densidade-distribuição das espécies, no qual poucas espécies são abundantes e muitas são raras. Dessa forma, o padrão de densidade- distribuição de espécies pouco se altera quando se aumenta a escala e mesmo quando o DD é incluído como uma fonte de variação, explicando porque a diversidade média das parcelas (α) foi o componente mais importante. De modo geral, a diversidade beta entre áreas com e sem DD diminuiu ao longo tempo. Ademais, a diversidade não é homogeneizada pelo DD e a diversidade beta não aumenta com o tempo após o distúrbio. Nossos resultados evidenciam os efeitos complexos que DDs têm na composição da diversidade de plantas do estrato herbáceo na Floresta Atlântica da Serra do Mar, no Paraná.

Distribution of species is a result of speciation processes, biogeographical filters, environmental conditions by which species from the regional pool pass and ecological interactions. Landslides are natural in the mountains of Serra do Mar (Brazil), and have relevant role on relief changes, on environmental heterogeneity and, consequently, on vegetation dynamics. Landslides continuously occur over time at local and regional scales, and are considered disturbances for plants, given they reset ecological succession. The main goal of this study was to evaluate the role of landslides disturbances (LD) on biodiversity of the herbaceous layer in the Rain Forest of Serra do Mar, Parana, Brazil. Herbaceous plants are good indicators of environmental changes, given their response to variations are not followed by other vegetation components. We sampled plants from the herbaceous layer in five localities with landslides of different ages: two, five and 39 years. We sampled species richness in 10 plots (5X5 m) in each locality: five plots in areas of landslides and five in adjacent forests. Within plots, we settled a sub-plot of 2X2 m for percent of species cover estimation. We decomposed total biodiversity into components at different scales: mean diversity per plot (α); biodiversity variation among plots of the same environmental condition – with or without landslides (β1); biodiversity variation between environmental conditions (β2), hypothesized here as the main scale of biodiversity variation; and biodiversity variation among sampling localities (β3). We used the additive partitioning to find the main scale of biodiversity variation, using both Shannon-Wiener index and species richness. Besides, we evaluated how beta diversity varies over space and time in response of LDs. LDs have a relevant role in species richness variation of plants from the herbaceous layer. However, spatial variation of species richness among localities (β3) is the main scale of variation, highlighting the relevant of conservation units spread over the Atlantic Forest. In Shannon-Wiener index partitioning, α diversity was the main scale of variation, given the general density-distribution pattern of species, in which few species are common and many species are rare. The density-distribution pattern of species does not change when we consider a large spatial scale, or when we include LD as a scale of diversity variation, explaining why α diversity is the most important component. Overall, beta diversity between areas with and without LD decreases over time. Moreover, biodiversity is not homogenized by LD and beta diversity does not increase over time after the disturbance. Our results show the complex effects that LDs have on the biodiversity of plants from the herbaceous layer in the Atlantic Forest of Serra do Mar, Paraná, Brazil.