Influence of the altitude upon floristics and plant diversity in high altitude grassland, National Park of Caparaó

Os campos de altitude são ecossistemas frágeis, que abrigam muitas espécies vulneráveis e susceptíveis à extinção. Para evitar a perda de espécies e manter o funcionamento destes ecossistemas, é preciso conhecer seus aspectos florísticos e ecológicos, e estimar e mapear a diversidade biológica. No entanto, tais características ainda são pouco investigadas. Assim, os objetivos desta dissertação foram (i) caracterizar a comunidade de plantas (florística e formas-de-vida) em diferentes intervalos altitudinais de uma área de campo de altitude, (ii) detectar espécies associadas a altitudes específicas, (iii) avaliar como a riqueza de espécies se relaciona com a escala espacial considerada, (iv) estimar a contribuição relativa da substituição espacial e do aninhamento de espécies para gerar a diversidade de plantas na região e (v) avaliar a influência da altitude sobre os padrões espaciais de diversidade. As coletas foram realizadas no Parque Nacional do Caparaó, no entorno da trilha que leva até o Pico da Bandeira. Foram definidos quatro intervalos altitudinais para as coletas: de 2100 a 2150 m, de 2300 m a 2350 m, de 2500 m a 2550 m, e de 2700 a 2750 m. Em cada intervalo, foram estabelecidas cinco parcelas (5 x 3 m), nas quais foi realizado o levantamento florístico de todas as espécies presentes com as respectivas abundâncias. A ocorrência de apenas quatro espécies foi inversamente relacionada à altitude, enquanto a ocorrência de 13 espécies apresentou relação direta com a elevação. A maior parte das espécies com maior probabilidade de ocorrência em maiores elevações é restrita a áreas de elevada altitude no Brasil. Rubiaceae e Polygalaceae foram as únicas famílias com maior probabilidade de ocorrência em maiores altitudes, e todos os representantes destas famílias apresentaram traços típicos de adaptação às condições locais, como gemas próximas ou no nível do solo e folhas pequenas e coriáceas. A diversidade de plantas é gerada principalmente pela substituição espacial de espécies, e processos interativos que operam em grandes escalas espaciais parecem ser os mais determinantes para a grande riqueza de espécies amostrada. A comparação dos espectros vegetacionais de cada intervalo altitudinal revelou alterações significativas na estrutura da vegetação em todos os intervalos, porém sem padrão aparente. A extrapolação da riqueza observada pelo índice Bootstrap com 999 permutações apontou maior riqueza de espécies a 2500 m, altitude esta que correspondeu à zona de transição entre duas subcomunidades distribuídas ao longo do gradiente com dissimilaridade superior a 80%. O intervalo altitudinal mais elevado apresentou grande número de espécies indicadoras e menor diversidade do que os outros intervalos altitudinais, o que sugere forte influência das condições ambientais mais restritivas de maiores elevações sobre a composição de espécies e sobre os padrões espaciais de diversidade.High altitude grasslands are fragile ecosystems that host many vulnerable and extinction-prone species. In order to prevent species loss and maintain these ecosystem’s functioning, one must know, for instance, its floristic and ecological features, and to estimate and map diversity. However, these characteristics are still poorly studied. Accordingly, the main objectives of this study were (i) to characterize the plant community (floristic and life forms) in several altitudinal belts of a high altitude grassland area, (ii) to detect species associated to particular altitudes, (iii) to assess the relationship between species richness and the spatial scale taken into account, (iv) to estimate the relative contribution of turnover and nestedness to generate diversity therein and (v) to evaluate the influence of the altitude upon diversity spatial patterns. Sampling was held on the surroundings of the track that leads to the Flag Peak, in National Park of Caparaó. Plots were established in four altitudinal belts: from 2100 m to 2150 m, from 2300 to 2350 m, from 2500 to 2550 m and from 2700 to 2750 m. In each altitudinal belt, five plots (5 x 3 m) were set to proceed with a floristic survey and abundance records on all species. Only four species’ occurrence was negatively related to the altitude, whilst 13 species had higher occurrence probability in higher elevations. Most of the species with occurrence directly related to the altitude were restricted to high altitude areas in Brazil. Rubiaceae and Polygalaceae were the only families more likely to occur in higher altitudes, and all species belonging to both families had typical adaptation traits to local environmental conditions, such as buds close to the soil or at ground level and small leaves somewhat coriaceous. Species turnover is the main process generating diversity therein and regional processes seem to be the most important to determine the observed species richness, which was higher than expected by chance. Vegetation spectra changed significantly among all altitudinal belts, indicating big variations in vegetation structure all along the studied gradient. Extrapolation of species richness through Bootstrap index with 999 permutations indicated higher expected species richness at 2500 m. This altitudinal belt corresponded to the transition zone between two subcomunities distributed along the gradient with dissimilarity in species composition higher than 80%. The highest altitudinal belt showed a big number of indicator species and smaller diversity then all other belts. These results highlight the influence of limiting environmental conditions predominant in higher altitudes upon species composition and diversity spatial patterns.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio