Effects of soil and space on the woody species composition and vegetation structure of three Cerrado phytophysiognomies in the Cerrado-Amazon transition

Abstract

Abstract The Cerrado Biome is considered one of the world's biodiversity hotspots because of its rich biodiversity, the high level of endemism and the increasing threat. The Cerrado is composed by a mosaic of different vegetation types, including physiognomies that vary from grasslands (campo limpo) to savannas (typical cerrado or cerrado sensu stricto) and cerrado woodlands (cerradão). However, the factors that determine the composition of the Cerrado’s flora and the structure of the physiognomies that compose this biome are still poorly understood. Here, we investigate the influence of the chemical and granulometric properties of the soil and the effect of geographic distance on the occurrence and abundance of woody species in three Cerrado phytophysiognomies – cerrado woodland (cerradão), dense cerrado savanna and typical cerrado savanna – in the Cerrado-Amazon transition. We tested the hypothesis that the edaphic characteristics and geographic space determine the species composition and the structure of the woody vegetation of these three phytophysiognomies. We demonstrate that the dissimilarities in the structure and composition of the three sites were determined more by space (13% of explanation) than edaphic properties (1%), but primarily by the interaction between these two factors (26%). We conclude that, in situations where the chemical and granulometric properties of the soil are relatively homogeneous, as we found in the present study, geographic distance between sites has a greater influence than variation in the substrate’s properties on modelling the occurrence and abundance of the woody plant species in the Cerrado.Resumo O Bioma Cerrado é considerado um dos “hotspots” mundiais de biodiversidade devido à rica biodiversidade que abriga, ao elevado nível de endemismo e à eminente ameaça. O Cerrado é composto por um mosaico de diferentes tipos de vegetação e inclui fisionomias que variam desde áreas predominantemente graminosas (campo limpo) a savanas (cerrado típico ou cerrado sensu stricto) e florestas (cerradão). Entretanto, os fatores que determinam a composição da flora do Cerrado e a estrutura das fisionomias que o compõem ainda são pouco compreendidas. Aqui, nós avaliamos a influência das propriedades químicas e granulométricas do solo e da distância geográfica sobre a ocorrência e abundância de espécies lenhosas em três fitofisionomias do Cerrado - cerradão (CO), cerrado denso (DC) e cerrado típico (TC) - na transição Cerrado-Amazônia. Nós testamos a hipótese de que as características edáficas e o espaço determinam a composição florística e a estrutura da vegetação lenhosa das três fitofisionomias. Nós demostramos que a dissimilaridade florístico-estrutural entre os três sítios foi mais determinada pelo espaço (13% da explicação) do que pelas propriedades edáficas (1%) e principalmente pela interação entre solo e espaço (26%). Concluímos que, em locais onde as propriedades químicas e granulométricas dos solos são relativamente homogêneas, como no presente estudo, a distância geográfica entre sítios tem mais efeito do que o substrato sobre a ocorrência e abundância de espécies lenhosas de Cerrado.