Dissertação/Tese Fitogeografia de ecótones no Planalto Diamantino - PPGCF

Entender as configurações pretérita e presente dos ecossistemas é fundamental para a sua conservação ao longo dos próximos anos, em especial frente às mudanças climáticas em curso. Neste estudo, investigamos como sete fitofisionomias de Cerrado presentes no Planalto Diamantino, uma região ecotonal chave da Reserva da Biosfera da Serra do Espinhaço (RBSE), respondem a variações ambientais e históricas. Para tanto, utilizou-se um banco de dados de 546 espécies, levantado pela equipe do laboratório de Fitogeografia, Vegetação e Ecologia (PHYVE) em treze localidades distribuídas entre Capão de Mata (CAP), Floresta Estacional Semidecidual (FES), Cerrado stricto sensu (CSS), Cerrado Rupestre (CER), Campo Rupestre (CAR), Campo Úmido (CUM) e Vereda (VER). A partir de uma abordagem multidimensional da biodiversidade, a pesquisa revelou que a flora é muito distinta entre as fitofisionomias, resultado que evidencia sua singularidade, e que as diversidades filogenética e funcional apontam para filtragem ambiental e estratégias de adaptação específicas a diferentes habitats. O Capítulo 1 foca na diversidade β-filo-taxonômica entre fitofisionomias e sugere que a heterogeneidade do habitat é um de seus drivers. A partir de um Escalonamento Multidimensional Não-Métrico (NMDS), investigou-se como variáveis bioclimáticas, edáficas, de fogo e relevo atuantes na composição florística do Cerrado influenciam a distribuição das vegetações. O NMDS revelou dois grupos florísticos distintos, resultado que foi corroborado pelos baixos valores encontrados para o índice de similaridade de Jaccard (< 50%) entre todos os pares. Além disso, observou-se que a diversidade filogenética varia entre os tipos de vegetação, com agrupamento significativo observado em sítios de FES, CAR, CUM e VER e mais de 80% dos pares apresentando alto turnover (< 50%) para a métrica de similaridade filogenética de Sorensen (PhyloSor). O Capítulo 2, por sua vez, investiga a diversidade de traços funcionais nas mesmas localidades, concentrando-se na influência da filtragem ambiental e da história evolutiva. A abordagem filo-funcional revelou quatro clusters de traços distintos atrevés de uma Análise de Coordenadas Principais (PCoA), baseados primariamente nas combinações possíveis de atributos de tricomas foliares e tipo de fruto, provavelmente em resposta ao gradiente sul-norte de temperatura e umidade presente na Serra do Espinhaço e de outros fatores, como profundidade de solo e disponibilidade hídrica. Os tipos de vegetação exibem padrões únicos de traços, com CAR e CER apresentando maiores valores de riqueza (FRic) e dispersão funcional (FDis), e CUM e VER, de divergência (FDiv) e equitabilidade funcional (FEve). A filtragem ambiental é evidente em todos as fitofisionomias com base em FRic ou FDis. A decomposição da diversidade funcional ao longo dos nós da filogenia apresentou sinal filogenético significativo para hábito e forma de vida na metacomunidade. Nossas descobertas fornecem insights sobre os mecanismos que moldam as múltiplas dimensões da diversidade de espécies vegetais em hotspots de Cerrado na RBSE. A preservação dos ecótones viabiliza o funcionamento e a identidade de cada fitofisionomia, sendo, portanto, diretrizes de conservação voltadas à totalidade do ecossistema fundamentais para a manutenção de sua heterogeneidade ambiental e biodiversidade.

Understanding the historical and present configurations of ecosystems is vital for their conservation in the face of ongoing climate changes. In this study, we investigated how seven Cerrado vegetation types in the Diamantino Plateau, a key ecotonal region of the Espinhaço Range Biosphere Reserve (ERBR), respond to environmental and historical variations. To this end, we utilized a database of 546 species collected by the team from the laboratory of Phytogeography, Vegetation, and Ecology (PHYVE) across thirteen locations distributed among Forest Island (FI), Semideciduous Seasonal Forest (SSF), Cerrado stricto sensu (CSS), Rupestrian Cerrado (RC), Rupestrian Grassland (RG), Marshy Grassland (MG), and Palm Swamp (PS). Through a multidimensional biodiversity approach, the research revealed that the flora is very distinct—therefore unique—among the vegetation types and that phylogenetic and functional diversities point to environmental filtering and specific adaptation strategies to different habitats. In Chapter 1, we explore the β-phylotaxonomic diversity within the vegetation types and propose that habitat heterogeneity plays a significant role in driving this diversity. Our study utilized Non-Metric Multidimensional Scaling (NMDS) to examine the Cerrado key bioclimatic, edaphic, fire, and relief variables on the distribution of vegetation types. The NMDS analysis identified two distinct floristic groups, supported by the low values of the Jaccard similarity index (< 50%) among all pairs. Additionally, we observed varying levels of phylogenetic diversity among the vegetation types, with significant clustering in sites of SSF, RG, MG, and PS, and more than 80% of the pairs showing high turnover (< 50%) for the Sorensen's phylogenetic similarity metric (PhyloSor). In Chapter 2, we delve into the same locations’ trait diversity, with a specific focus on how environmental filtering and evolutionary history impact it. Our phylofunctional approach uncovered four distinct trait clusters through a Principal Coordinate Analysis (PCoA), primarily based on potential combinations of leaf trichome and fruit type attributes. These clusters appear to be a result of the south north temperature and humidity gradient in the Espinhaço Range, as well as other factors such as soil depth and water availability. Each type of vegetation displays unique trait patterns. RG and RC demonstrate higher values of functional richness (FRic) and dispersion (FDis), while MG and PS exhibit higher functional divergence (FDiv) and evenness (FEve). Environmental filtering is apparent in all types based on either FRic or FDis. The decomposition of trait diversity among the nodes of the phylogeny resulted in a significant phylogenetic signal for habit and life form in the metacommunity. Our research offers valuable insights into the factors that impact the diverse range of plant species in the Cerrado hotspots within the ERBR. The preservation of ecotones is vital for the unique functioning and individual character of each vegetation type. As a result, conservation strategies that encompass the entire ecosystem are imperative for sustaining its environmental heterogeneity and biodiversity.