Inferindo o papel da variação interespecífica na resiliência à seca de comunidades lenhosas do Cerrado

Abstract

Com o intuito de entender a importância do regime de chuva na resiliência de comunidades vegetais do Cerrado, foram selecionados 90 inventários florísticos florestais, pertencentes a três fitofisionomias distintas do Cerrado (Floresta Estacional Decidual, Cerradão e formações savânicas), e compilados em um banco de dados. Para caracterização do regime de chuva foram utilizadas duas medidas, 1) média dos totais acumulados de chuva anual (MAP); e 2) média do índice de sazonalidade de Markham (MSI). Calculou-se um valor de afiliação das variáveis de MAP e MSI para cada espécie através da média ponderada pelos valores de abundância relativa dos valores de MAP e MSI associados aos locais de ocorrência. Assim cada comunidade ficou caracterizada pelo intervalo de valores de afiliação associados a cada uma das espécies. A quantificação da resiliência de comunidades lenhosas tropicais está relacionada positivamente com a quantidade média de chuva: quanto maiores os totais de chuva, maior a resiliência. No entanto, em teoria, a heterogeneidade (i.e., variabilidade) de fatores abióticos ou bióticos pode modificar a resiliência determinada por valores médios. Neste sentido, considerando o elemento biótico, a amplitude de afiliação das comunidades (i.e., a variação dos valores de afiliação individuais das espécies de cada comunidade) foi interpretada neste trabalho como um fator modificador da resiliência de comunidades lenhosas. Esta amplitude foi quantificada a partir de duas métricas: 1) variação da afiliação entre os valores mais frequentes das comunidades utilizando o intervalo interquartil (IQR, entre o percentil 25 e 50); e 2) variação máxima dos valores de afiliação, calculada a partir da diferença entre os valores máximo e mínimo. Com relação às amplitudes de variação das afiliações ao MAP, as Florestas Estacionais Deciduais (FED) relacionam-se negativamente ao gradiente de MAP (R2 = 0,62 p value < 0,001), ou seja, quanto menores os totais anuais médios de chuva, maior é o aumento (em relação à resiliência quantificada apenas a partir da média) da resiliência proveniente da variação interespecífica das comunidades. Essa relação é consistente tanto para a amplitude de valores mais frequentes quanto para a amplitude total das comunidades. Por outro lado, nas Savanas, a relação é positiva (R2=0,61, p value < 0,001) também de forma consistente, ou seja, o incremento na resiliência devido à variação interespecífica acompanha o padrão geral de aumento conforme MAP aumenta. Com relação à sazonalidade, nenhuma das fitofisionomias estudadas apresentaram resultados significativos. Tendo em vista as mudanças no regime de chuvas observadas e previstas para o Cerrado, estes resultados indicam que possivelmente haja um complemento positivo na resiliência de FEDs -a um potencial decréscimo de totais anuais de chuvas e aumento de sazonalidade, respectivamente. Estas diferenças entre formações lenhosas do Cerrado sugerem que estudos futuros incorporem essa heterogeneidade quando a resiliência à seca for quantificada, a fim de melhor representar alterações na configuração de comunidades e ecossistemas neste bioma.

Abstract: In order to understand the importance of the rainfall regime in the resilience of plant communities in the Cerrado, 90 forest/floristic inventories belonging to three distinct phytophysiognomies of the Cerrado were selected (Decidual Seasonal Forest, Cerradão and Savanic formations), and compiled in a database. Two measurements were used to characterize the rainfall regime, 1) mean of the accumulated annual rainfall totals (MAP); and 2) mean of the Markham seasonality index (MSI). An affiliation value of the MAP and MSI variables for each species was calculated by the weighted average by the relative abundance values of the MAP and MSI values associated with the occurrence sites. Thus each community was characterized by the range of affiliation values associated with each of the species. The breadth of affiliation of the communities was interpreted in this work as a modifier of resilience for woody communities along a MAP gradient. This amplitude was quantified from two metrics: 1) variation of affiliation between the most frequent values of the communities (between the 25th percentile and the 50th percentile); and 2) variation of total affiliation, considering the minimum and maximum values With regard to the amplitudes of variation of MAP affiliations, the Seasonal Deciduous Forests are negatively related to the MAP gradient (R2 = 0.62 p value 0.001), which indicates that the higher the MAP, the less the resilience modification. This relationship is consistent both for the amplitude of the most frequent values and for the total amplitude of the communities. On the other hand, in the Savannas, the relationship is positive (R2=0.61, p value 0.001) also consistent, that is, there is no change in resilience due to the interspecific variation of the communities. In the Cerradões, the relation changes depending on the metric of the interspecific variation: for the variation of the most frequent values, the relation with the MAP gradient was positive (R2=0.74, p value 0.001); whereas, when all the variation is considered, the sign of the relation is inverted, suggesting that there is a change in resilience due to varying membership values. Regarding seasonality, the modification of resilience is observed consistently for the cerradões. In view of the changes in the rainfall regime observed and predicted in the Cerrado, these results indicate that there is a positive complement to the resilience of Feds and Cerradões a potential decrease in total annual rainfall and seasonal increase respectively. These differences between woody formations in the Cerrado suggest that future studies incorporate this heterogeneity when drought resilience is quantified, to better represent changes in the configuration of communities and ecosystems in this biome.