Geographic space, relief, and soils predict plant community patterns of Asteraceae in rupestrian grasslands, Brazil

• Published in: Biotropica Vol. 51; no. 2; pp. 155 - 164
• Main Authors: Chaves, Daniel A., Ribeiro‐Silva, Suelma, Proença, Carolyn E. B., Oliveira, Washington L., Bringel, João Bernardo A., Medeiros, Marcelo B.
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Hoboken Wiley Subscription Services, Inc 01-03-2019
• Subjects: Abundance; Asteraceae; Community composition; Composition; Conservation; conservation units; Elevation; Environmental effects; Environmental gradient; Espinhaço Range; Fertility; Grasslands; Heterogeneity; Mathematical models; multivariate regression trees; Plant communities; Relative abundance; rupestrian grasslands; Soil; Soil conservation; Soil fertility; Soil properties; Species composition; Texture; Tropical environments; variance partitioning; Brazil
• ISSN: 0006-3606; 1744-7429
• DOI: 10.1111/btp.12636

We investigated the effects of geographic distance and environmental heterogeneity on Asteraceae communities in the rupestrian grasslands of the Espinhaço Range, southeastern Brazil. Asteraceae species composition and relative abundance were sampled in 21–1 ha plots distributed across park conservation units, comprising an environmental gradient in soils and relief (elevation and slope). We found high levels of heterogeneity overall in assemblages of herbaceous and woody Asteraceae species at the intermediate spatial scale of this study (10–100 km). We found that both relief and soil properties (texture and total exchangeable bases) explained significant proportions of variation in community composition, suggesting that definitions or expansions of conservation units should span the highest possible variability in observed relief and soil values. We also found that Asteraceae distribution exhibited strong spatial structure independent of environmental variation, reinforcing the need to consider conservation across larger areas. Considering the dystrophic character of the soils found in the Espinhaço Range and the few differences in the fertility observed between the sampling units, our results also support the hypothesis that plant distributions in the tropics are controlled by a hierarchy of environmental gradients, where variables such as altitude and exchangeable bases and Al texture are important predictors in low‐fertility soils. We suggest that Asteraceae could be a model family for conservation planning in other countries and regions because it is particularly well represented in open and montane areas of the Neotropics in general.
in Portuguese is available with online material.
RESUMEN
Nós investigamos os padrões das comunidades de plantas das Asteraceae e o efeito da distância geográfica e da heterogeneidade ambiental nas variações florísticas e estruturais da comunidade em campos rupestres da Cadeia do Espinhaço, sudeste do Brasil. A comunidade de Asteraceae foi amostrada em 21 parcelas distribuídas em três módulos de amostragem. Dados de solo (físico‐química) e de relevo (elevação e declividade) foram avaliados. Os resultados apontam para as principais variáveis responsáveis pelas variações florísticas e estruturais de Asteraceae que devem ser consideradas na definição ou expansão dessas unidades de conservação, incluindo a maior variabilidade possível do gradiente de relevo e dos parâmetros do solo (textura e soma das bases) em escalas mesospatiais. A influência do espaço geográfico sobre os padrões de distribuição de Asteraceae reforça a necessidade de considerar as mesoescalas espaciais para a conservação de espécies na região. Considerando o caráter distrófico dos solos da Cadeia do Espinhaço e as poucas diferenças na fertilidade do solo observadas entre os módulos amostrais, os resultados também corroboram a ocorrência de gradientes ambientais hierarquicamente estruturados, onde outras variáveis ambientais, como o relevo, são importantes preditores para os padrões de distribuição de espécies. Além disso, a família Asteraceae poderia ser um modelo para o planejamento da conservação em outros países e regiões, porque é particularmente bem representada em áreas abertas e montanhosas da região Neotropical.