Environmental variables and the distribution of tree species within a remnant of tropical montane semideciduous forest in Lavras, southeastern Brazil

Este trabalho teve como objetivo detectar padrões de distribuição espacial da comunidade arbórea de um fragmento de floresta estacional semidecídua montana e suas relações com variáveis ambientais, com ênfase nas variações catenárias do solo e efeito das bordas. O remanescente florestal, conhecido como Mata da Subestação, cobre uma área de 8,75ha e está localizado no campus da Universidade Federal de Lavras, MG, nas coordenadas de 21º13'17''S e 44º57'47''W e com altitudes variando de 910 a 940m. A amostragem foi realizada por meio de duas transeções (A e B) separadas por 80m e compostas, cada uma, por 21 e 31 parcelas contíguas de 20 x 20m de dimensões. As transeções foram lançadas no sentido da declividade maior da encosta e ligando bordas opostas do fragmento. Todos os indivíduos arbóreos com diâmetro à altura do peito (DAP) <FONT FACE=Symbol>³</FONT> 5cm presentes nas parcelas foram identificados e medidos (DAP e altura). Foi feito um levantamento topográfico detalhado da área amostrada. Amostras do solo superficial (0-20cm) foram coletadas em cada parcela para análise química e textural. O solo das parcelas foi classificado, sendo identificadas duas catenas que continham, da baixa para a alta encosta, Nitossolos e Latossolos (transeção A) e Nitossolos, Cambissolos e Latossolos (transeção B). O levantamento florístico geral, feito nas parcelas e no fragmento como um todo, registrou 238 espécies pertencentes a 143 gêneros e 57 famílias. Nas parcelas, os 3120 indivíduos amostrados pertenciam a 175 espécies, 115 gêneros e 49 famílias. O índice de diversidade de Shannon foi de H' = 4,19 nats.indivíduo-1, com equabilidade J' = 0,81, valores altos no contexto de levantamentos semelhantes na região. O elevado índice de espécie raras (densidade relativa < 1 árvore.ha-1) de 34% sugere que o isolamento genético devido à fragmentação pode prejudicar a conservação biológica de muitas espécies a longo prazo. Os Latossolos de ambas as transeções mostraram-se mais ácidos, pobres em bases trocáveis e ricos em alumínio que o Nitossolo e o Cambissolo. A composição e estrutura da comunidade arbórea diferiram entre os subgrupos de solo. Uma análise de correspondência canônica indicou correlações significativas entre variáveis topográficas e edáficas e a distribuição da abundância das espécies, mas nenhuma correlação clara com as bordas. As variáveis ambientais mais fortemente correlacionadas foram cota média, saturação por bases e teores de areia, silte e argila. Portanto, a distribuição das espécies arbóreas no fragmento parece ser primariamente influenciada pelo status nutricional e regime de água dos solos. A heterogeneidade edáfica e topográfica da área pode ter contribuído para tornar não detectável pelo método usado qualquer efeito da borda na composição e estrutura da comunidade.The purpose of the present contribution was to seek patterns of spatial distribution of the tree community in a remnant of tropical semideciduous forest and their correlation with environmental variables, stressing both catenary variations of soil properties and edge effects. The forest fragment, known as Mata da Subestação, covers an area of 8.75ha and is located on the campus of the Federal University of Lavras (UFLA), southeastern Brazil (21º13'17''S and 44º57'47''W), with altitudes ranging from 910 to 940m. The sampling was carried out using two transects, A and B, 80m apart, containing 21 and 31 adjacent 20 x 20m quadrats, respectively. Both transects followed the direction of the main slope, linking opposite forest edges. In each quadrat all individuals with diameter at breast height (dbh) <FONT FACE=Symbol>³</FONT> 5cm were identified to the species level and measured (dbh and height). A detailed topographical survey was carried out on the sampled area. Samples of the top 20cm of soil were collected at the centre of each quadrat for chemical and textural analyses. The soils of each quadrat were classified and two soil catenas were identified: transect A contained Nitosols (lower slope) and Oxysols (upper slope) while transect B contained Nitosols (slope base), Cambisols (lower slope) and Oxysols (upper slope). The floristic survey performed in the sample transects and in the whole fragment totalled 238 species belonging to 143 genera and 57 families. The 3120 individuals recorded in the plots belonged to 175 species, 115 genera and 49 families. The Shannon diversity index H' = 4,19 nats.individual-1 and evenness J' = 0,81 were high when compared to similar surveys in the same region. The high index of rare species (relative density < 1%) of 84,5% suggests that genetic isolation due to fragmentation may jeopardize the biological conservation of many species with time. The Oxysols of both transects were more acidic, poorer in exchangeable bases and richer in aluminium than Nitosols and Cambisols. The composition and structure of the tree community differed among the soil groups. Canonical correspondence analysis indicated that the abundance distribution of the species was significantly correlated with topographic and soil variables; there was no clear correlation with the forest edges. The most strongly correlated variables were the mean elevation, the saturation of bases and the proportions of sand, silt and clay. Therefore, the distribution of tree species in the fragment is apparently influenced primarily by soils nutritional status and ground water regime. The heterogeneity of both soils and topography may have contributed to make undetectable by the methods used any edge effect on the composition and structure of the tree community