Soil chemical factors and grassland species density in Emas National Park (central Brazil)

Abstract

Studies of grasslands on specific soil types suggest that different nutrients can limit biomass production and, hence, species composition and number. The Brazilian cerrado is the major savanna region in America and once covered about 2 million km 2 , mainly in the Brazilian Central Plateau, under seasonal climate, with wet summer and dry winter. In view of the importance of soil chemical factors in the distribution of the vegetation forms within the Cerrado domain and which may influence the number of species, we analyzed some soil characteristics in three herbaceous vegetation forms -hyperseasonal cerrado, seasonal cerrado, and wet grassland -in Emas National Park, a core cerrado site, to investigate the relationship between number of species and soil characteristics. We collected vegetation and soil samples in these three vegetation forms and submitted the obtained data to multiple linear regression. We found out that aluminum and pH were the best predictors of species density, the former positively related to species density and the latter negatively related. Since the predictable variation in species density is important in determining areas of conservation, we can postulate that these two soil factors are indicators of high species density areas in tropical grasslands, which could be used in selecting priority sites for conservation.Keywords: aluminum, nutrient limitation, pH, soil, species density. Características químicas do solo e densidade de espécies em comunidades herbáceas no Parque Nacional das Emas (Brasil central) ResumoEstudos em comunidades herbáceas em tipos específicos de solos sugerem que diferentes nutrientes podem limitar a produção de biomassa e, também, a composição e o número de espécies. O cerrado brasileiro é a maior região de savana na América e ocupava, originalmente, cerca de 2 milhões de km 2 , principalmente no Planalto Central Brasileiro. Encontra-se sob clima estacional, com verão chuvoso e inverno seco. Como as variáveis químicas do solo são importantes na distribuição das formas de vegetação no domínio do Cerrado e podem influenciar no número de espécies, analisamos algumas variáveis edáficas em três formas vegetacionais herbáceas -cerrado hiperestacional, cerrado estacional e campo úmido -no Parque Nacional das Emas, uma região nuclear de cerrado, para investigar quais seriam as relações entre o número de espécies e as características do solo. Coletamos amostras de solo e vegetação nesses três ambientes e submetemos os dados obtidos a uma análise de regressão múltipla linear. Encontramos que o alumínio e o pH foram os melhores previsores da densidade de espécies, sendo o primeiro relacionado positivamente com a densidade de espécies, e o último, negativamente. Já que a variação previsível na densidade de espécies é importante para se determinar áreas de conservação, podemos postular que esses dois fatores do solo podem ser indicadores de áreas com alta densidade de espécies em comunidades herbáceas tropicais, que poderiam ser usados para a escolha de locais prioritár...

Influence of fire history and soil properties on plant species richness and functional diversity in a neotropical savanna

“…Tilman 2007). In fact, aluminum has been positively correlated with species richness in some areas of cerrado, a pattern that was postulated to be due to low nutrient availability (Amorim & Batalha 2008). In addition, high functional diversity and complementarity in the presence of high aluminum levels and low clay content are in agreement with the idea of increasing niche dimensionality under low nutrient conditions (Harpole & Tilman 2007), which is a potential mechanism to explain the coexistence of several species in nutrient-poor as opposed to nutrient-rich patches (von Felten & Schmid 2008).…”

Relação entre a vegetação e as propriedades do solo em áreas de campo limpo úmido no Parque Nacional de Sete Cidades, Piauí, Brasil

“…Correlação direta entre a limitação de diversos nutrientes e o aumento na riqueza de espécies foi encontrada em campos temperados (Janssens et al 1998). Amorim & Batalha (2008) também sugerem que o excesso de alumínio limita o fornecimento de nutrientes, ocorrendo uma correlação positiva com o aumento do número de espécies no Parque Nacional das Emas.…”

“…Amorim & Batalha (2008) associaram a elevação na riqueza de espécies em áreas do Parque Nacional das Emas, Goiás com elevado teor de alumínio e baixo pH. Em veredas, ambientes caracterizados por solos hidromórficos, variações locais na umidade determinam aumento de espécies das áreas mais úmidas para as mais secas (Guimarães et al 2002;Ramos et al 2006), e mais espécies exclusivas nas extremidades de umidade da vereda .…”

Spatial variation in the structure and composition of the herbaceous community in a semiarid region of northeastern Brazil

“…For example, (1) microhabitats can have specific microclimatic and edaphic characteristics that allow the establishment of particular species, including rare species, and reduce the densities of generalist populations from nearby microhabitats (Alcoforado-Filho et al, 2003;Araújo et al, 2005;Fulbright, 2004;Lemos and Rodal, 2002;Reis et al, 2006;Silva et al, 2009); (2) variations in soil texture and the availability of nutrients help determine the species composition and vegetation types (Aarrestad et al, 2011;Amorim and Batalha, 2008;Araújo et al, 1999;Cañadas et al, 2010;He et al, 2007;Morgenthal et al, 2006;Ramírez et al, 2007); (3) soils with a higher water retention capacity allow increased biomass and ground cover (Alhamad et al, 2010;Munhoz et al, 2008); (4) the composition and structure of herbaceous plant communities growing under the canopy of woody species may be distinct from those in open areas due to litter fall, light interception and changes in nutrient availability (Cabin and Marshall, 2000;Fuller, 1999). Consequently, the vegetation community structure may be very different even among microhabitats in close proximity.…”