Brazilian savanna re-establishment in a monoculture forest: diversity and environmental relations of native regenerating understory in Pinus caribaea Morelet. stands

Abstract

In this paper we analyze and compare natural regeneration in shrub-tree community in three areas below Pinus caribaea stands and a natural area (cerrado sensu stricto). We also analyze the influence of biophysical and environmental variables on the distribution of regenerating shrub-tree species. The areas were analyzed and compared in relation to dispersal syndromes as well, being zoochory and anemochory the prevailing syndroms in the four areas. The sites below P. caribaea show a heterogeneous regeneration with the number of species ranging from 18 to 42. We analyzed the influence of the biophysical and environmental variables performing a canonical correspondence analyses, being found significant values for variables distance from remnant and basal area. The species Siparuna guianensis, Miconia albicans, Xylopia aromatica, Sclerolobium paniculatum, Casearia sylvestris and P. caribaea were the most importante ones in the four areas.

Keywords

Native regeneration / Cerrado / Commercial forests / Multivariate analysis / Plant ecology

References

[1] ABRAF (Associação Brasileira dos Produtores de Florestas Plantadas) (2011) Anuário Estatístico ABRAF. Available at: http://www.abraflor.org.br/estatisticas.asp. Accessed 29 Aug 2013

[2] Araújo GM, Nunes JJ, Rosa AG, Resende EJ. Estrutura comunitária de vinte áreas de cerrado residuais no município de Uberlândia, MG. Daphne, 1997, 7: 7-14.

[3] Araújo GM, Nascimento ART, Lopes SF, Rodrigues RF, Ratter JA. Structure and floristics of the arboreal component of a dystrophic Cerradão and comparions with other cerradões in central Brazil. Edinb J Bot, 2011, 68: 401-418.

[4] Aubert E, Oliveira-Filho AT. Análise multivariada da estrutura fitossociológica do sub-bosque de plantios experimentais de Eucalyptus spp. e Pinus spp. em Lavras (MG). Rev Árvore, 1994, 18: 192-214.

[5] Batalha MA. Análise da vegetação da ARIE Cerrado Pé-de-gigante (Santa Rita do Passa Quatro, SP). 1997, São Paulo: Dissertação (Mestrado em ecologia), Universidade de São Paulo

[6] Bitterlich W. The relascope idea. 1984, Slough: Commonwealth Agricultural Bureau

[7] Carvalho AF, Rodrigues PHV, Kilca VR, Siqueira SA, Araújo GM, Schiavini I. Composição florística, riqueza e diversidade de um cerrado sensu stricto no sudeste do estado de Goiás. Biosci J, 2008, 24: 64-72.

[8] Costa AA, Araújo GM. Comparação da vegetação arbórea de cerradão e de cerrado na Reserva do Panga, Uberlândia, Minas Gerais. Acta Bot Bras, 2001, 15: 63-72.

[9] Durigan G, Melo GCA, Max JCM, Villas Boas O, Contieri AW, Ramos SV. Manual para a recuperação da vegetação de cerrado. 2011, São Paulo: SMA, 24.

[10] Eiten G (2001) Vegetação natural do Distrito Federal. UnB, SEBRAE, Brasília, p 162

[11] Felfili JM, Silva-Junior MC. Scariot A, Sousa-Silva JC, Felfili JM. Diversidade alfa e beta no cerrado sensu stricto, Distrito Federal, Goiás, Minas Gerais e Bahia. Cerrado: Ecologia, biodiversidade e conservação. 2005, São Paulo: Embrapa, 141 154

[12] Gonzales RS, Nakashizuka T. Broad-leaf species composition in Cryptomeria japonica plantations with respect to distance from natural forest. For Ecol Manag, 2010, 259: 2133-2140.

[13] Gottsberger G, Silberbauer-Gottsberger I (2006) Life in the Cerrado: a South American Tropical Seasonal Vegetation, vol. II. Pollination and Seed Dispersal. Reta Verlag, Ulm, p 384

[14] Henriques TR. Geoprocessamento aplicado nas mudanças de uso da terra e cobertura vegetal na Fazenda Floresta do Lobo, Uberlândia-MG. 2010, Uberlândia: Monografia. (Bacharelado em Ciências Biológicas)-Universidade Federal de Uberlândia, 33.

[15] Jonasˇova´ MJ, van Hees A, Prach K. Rehabilitation of monotonous exotic coniferous plantations: A case study of spontaneous establishment of different tree species. Ecol Eng, 2006, 28: 141-148.

[16] Kent M, Coker P. Vegetation description and analysis: a practical approach. 1992, Boca Raton: CRC Press, 363.

[17] Klink AC, Moreira GA. Oliveira SP, Marquis JR. Past and current human occupation, and land use. The cerrados of Brazil: ecology and natural history of a neotropical savanna. 2002, New York: Columbia University Press, 69 83

[18] Klink AC, Santos GH, Campari SJ, Matsumoto HM, Freitas KG, Baumgarten L. Sano SM, Almeida SP, Ribeiro JF. Conservação dos recursos naturais em terras privadas: O papel das reservas legais no arranjo funcional das paisagens produtivas do bioma Cerrado. Cerrado: ecologia e flora. 2008, Planaltina: Embrapa, 401 406

[19] Lei-Hong Li, Wan-li Zhang. Native vegetation and its ecosystem current situation in Brazil. J For Res, 2000, 11: 140-144.

[20] Lemmon PE. A new instrument for measuring forest overstorey density. J For, 1957, 55: 67-668.

[21] Lenza E, Klink AC. Comportamento fenológico de espécies lenhosas em um cerrado sentido restrito de Brasília, DF. Rev Bras Bot, 2006, 29: 627-638.

[22] Lima JFEW, Silva EM. Sano MS, Almeida SP, Ribeiro JF. Recursos hídricos do bioma cerrado: importância e situação. Cerrado: ecologia e flora. 2008, Planaltina: Embrapa, 91 106

[23] Lugo AE. The apparent paradox of restablishing species richness on degraded lands with tree monocultures. For Ecol Manag, 1997, 99: 9-19.

[24] Luz, GR, Menino GOG, Mota SG, Nunes FRY (2008) Síndromes de dispersão de espécies arbustivo-arbóreas em diferentes fitofisionomias no norte de Minas Gerais. In: IX Simpósio Nacional Cerrado e II Simpósio Internacional Savanas Tropicais, Embrapa, Planaltina, p 1132

[25] Machado BR, Ramos Neto MB, Pereira PGP, Caldas EF, Gonçalves DA, Santos NS, Tabor K, Steininger M. Estimativas de perda da área do cerrado Brasileiro. 2004, São Paulo: Conservação Internacional, 23.

[26] Mendonça CR, Felfili JM, Walter BMT, Silva Júnior CM, Rezende AV, Filgueiras TS, Nogueira PE. Sano SM, Almeida SP, Ribeiro JF. Flora vascular do Cerrado. Cerrado: ambiente e flora. 2008, Planaltina: Embrapa, 289 556

[27] Ministério do Meio Ambiente (2010) Florestas do Brasil em resumo. Serviço Florestal Brasileiro. Available at: http://www.ciflorestas.com.br/arquivos/doc_florestas_resumo_22648.pdf. Accessed 29 Aug 2013

[28] Nascimento ART, Scariot AO, Silva JA, Sevilha AC. Estimativas de área basal e uso de relascópio de Bitterlich em amostragem de Floresta Estacional Decidual. Ciênc Florest, 2004, 14: 169-176.

[29] Oliveira PE, Moreira AG. Anemocoria em espécies de cerrado e de mata de galeria. Rev Bras Bot, 1992, 15: 163-174.

[30] Oliveira-Filho AT, Fontes MAL. Patterns of floristic differentiation among Atlantic forests in southeastern Brazil, and the influence of climate. Biotropica, 2000, 32: 793-810.

[31] Oliveira-Filho AT, Mello JM, Scolforo JRS. Effects of past disturbance and edges on tree community structure and dynamics within a fragment of tropical semideciduous forest in south-eastern Brazil over a five-year period (1987–1992). Plant Ecol, 1997, 131: 45-66.

[32] Parrottta JA. The role of plantation forests in rehabilitating degraded tropical ecosystems. Agric Ecosyst Environ, 1992, 41: 115-133.

[33] Parrotta JA, Turnbull JW, Jones N (1997) Catalyzin native Forest regeneration on degraded tropical lands. Forest Ecol Manag 99:1–7

[34] Pizo MAO. Del-Claro K, Torezan-Silingardi HM. O movimento dos animais frugívoros e das sementes em paisagens fragmentadas. Ecologia das interações plantas-animais uma abordagem ecológico-evolutiva. 2012, Rio de Janeiro: Technical Books Editora, 143 154

[35] Puig H. A floresta tropical úmida. 2008, São Paulo: Imprensa Oficial do Estado de São Paulo/Editora da UNESP, 496.

[36] Ratter JA, Ribeiro JF, Bridgewater S. The Brazilian Cerrado vegetation and threats to its biodiversity. Ann Bot, 1997, 80: 223-230.

[37] Ratter JA, Bridgewater S, Ribeiro JF. Analysis of the floristic composition of the Brazilian Cerrado vegetation III: comparison of the woody vegetation of 376 areas. Edinb J Bot, 2003, 60: 57-109.

[38] Ratter JA, Bridgewater S, Ribeiro JF. Pennington T, Lewis GP, Ratter JA. Biodiversity pattherns of woody vegetation of the Brazilian Cerrado. Neotropical savannas and seasonally dry forests: Plant diversity, biogeography and conservation. 2006, Boca Raton: CRC Press, 31 66

[39] Ribeiro MPHG, Felfili JM. Regeneração natural em diferentes ambientes da mata de galeria do Capetinga, na fazenda Água Limpa-DF. Cerne, 2009, 15: 1-9.

[40] Ribeiro LC, Tabarelli M. A structural gradient in cerrado vegetation of Brazil: changes in woody plant density, species richness, life history and plant composition. J Trop Ecol, 2002, 18: 775-794.

[41] Ribeiro JF, Walter BMT. Sano SM, Almeida SM, Ribeiro JF. As principais fitofisionomias do bioma Cerrado. Cerrado: ecologia e flora. 2008, Planaltina: Embrapa, 153 212

[42] Santos MR, Vieira AF. Análise estrutural do componente arbóreo de três áreas de cerrado em diferentes estádios de conservação no município de Três Marias, Minas Gerais, Brasil. Cerne, 2005, 11: 399-408.

[43] Silva JMC, Tabarelli M. Tree species impoverishment and the future flora of the Atlantic forest of northeast Brazil. Nature, 2000, 404: 72-74.

[44] Silva MAF, Assad DE, Evangelista AB. Sano SM, Almeida SP, Ribeiro JF. Caracterização climática do bioma Cerrado. Cerrado: ecologia e flora. 2008, Planaltina: Embrapa, 69 87

[45] Silva-Júnior MC, Furley PA, Ratter JA. Anderson MG, Brooks SM. Variations in tree communities and soils with slope in gallery forest, Federal District, Brazil. Advances in hill slope processes. 1996, London: Wiley, 451 469

[46] ter Braak CJF. Jongman RHG, ter Braak CFJ, van Tongeren OFR. Ordination. Data analysis in community and landscape ecology. 1995, Cambridge: Cambridge University Press, 91 173

[47] ter Braak CJF, Smilauer P. Canoco^® for windows version 4.5. 2003, Wageningen: Centre for Biometry

[48] Toppa HR. Estrutura e diversidade florística das diferentes fisionomias de Cerrado e suas correlações com o solo na Estação Ecológica de Jataí, Luiz Antônio, SP. 2003, São Carlos: Tese (Doutorado em Ecologia e Recursos Naturais)-Universidade Federal de São Carlos, 127.

[49] Vale VS, Crespilho RF, Schiavini I. Análise da regeneração natural em uma comunidade vegetal de cerrado no parque Victório Siquierolli, Uberlândia-MG. Biosc J, 2009, 25: 131-145.

[50] van der Pijl L. Principles of dispersal in higher plants. 1982, Berlin: Springer

[51] Viani GAR, Durigan G, Melo GCA. A regeneração natural sob plantios florestais: desertos verdes ou redutos da biodiversidade?. Ciênc Florest, 2010, 20: 533-552.

[52] Weiser LV, Godoy PAS. Florística em um hectare de cerrado stricto sensu na ARIE Cerrado Pé de Gigante, Santa Rita do Passa Quatro, SP. Acta Bot Bras, 2001, 15: 201-212.

[53] Zar JH. Biostatistical analysis. 1999, New York: Prentice-Hall, 944.