Biogeografia de Epífitas Vasculares na Serra da Mantiqueira, Sudeste do Brasil

A fundamental issue for biogeography and ecology is to understand and map the species distribution, which also provides subsidies for actions of conservation. The epiphytes represent a functional group with high richness and abundance in neotropical forests, as well as presenting sensibility to environmental variations, thus representing a good model to study distribution patterns. The Atlantic Forest (AF) is one of the world biodiversity hotspots and is the Brazilian phytogeographic domain with the highest richness and endemism in epiphytes. Atlantic Domain has great elevation amplitude, mainly at the south portion, and the Serra da Mantiqueira (SM) is a mountain chain with the greatest elevations. In the SM, from 1200m, occur the cloud forest, characterized by constant fog and remarkable presence of epiphytes, and one of its subtypes, the dwarf cloud forests, are highly threatened by the global climatic changes. In order to know and understand the distribution patterns and richness of vascular epiphytes in different scales, the thesis was divided into three chapters. The Chapter 1 aimed to refine mapping of the distribution of richness and endemism of vascular epiphytes and to understand the abiotic factors responsible for the richness and species turnover in the Southern block of the Atlantic Forest (SBAF). We used datasets and generated two Generalized Dissimilarity Models (GDM). We found four regions presenting high richness and endemism and confirmed a gradient of richness and species turnover between coastal and inland areas, as well as between the lowland and highland forests. The main preditors from GDMs were geographical distance, cloud cover, and seasonality of temperature. The topographical heterogeneity and respective climatic changes are responsible for increasing the richness and species turnover of vascular epiphytes in SBAF. In Chapter 2 we aimed to list the vascular epiphyte species of cloud forests of the SM. We performed collections throughout the mountain chain and compiled a dataset. The cloud forests of SM presented 678 species, representing approximately 20% and 30% of the Brazilian and Atlantic Forest species, respectively. The 9 richest families, Orchidaceae, Bromeliaceae, and Polypodiaceae, confirmed the patterns obtained in different scales. Several threatened species in the national and state levels highlight the relevance of conservation of the remnants of the SM. In Chapter 3, we aimed to investigate the distribution of richness and composition of species throughout the elevation gradient in the cloud forests of the SM and to evaluate the influence of climatic and topographical variables. We established plots throughout different elevations of the SM to investigate the distribution at local and regional scales. The species richness was compared through rarefaction analysis and the composition was evaluated using analysis of similarity and correlation with environmental factors. We did not find intermediate peaks of richness at the local scale, but regionally the elevation interval between 1500m and 1700m presented the highest richness, especially if compared with the highest altitudes, where low temperatures represent an environmental filter, limiting the richness even with highest precipitation. Species composition is affected by climatic differences, throughout the SM, related to the seasonality, clustering plots of the same locality, despite the geographical distance did not represent a significant factor. The results presented here offer a starting point for observing the patterns of richness and composition of species in elevation gradients facing the global climatic changes.Compreender e mapear padrões de distribuição de espécies é fundamental para a biogeografia e a ecologia, além de subsidiar ações de conservação. As epífitas são um grupo funcional com elevada riqueza e abundância em florestas neotropicais, além da sensibilidade às variações ambientais, tornando-as bom modelo no estudo de padrões de distribuição. A Floresta Atlântica (FA) é um dos hotspots mundiais de biodiversidade e é o domínio fitogeográfico brasileiro com maior riqueza e endemismo de epífitas. O Domínio Atlântico apresenta considerável amplitude altitudinal, principalmente na porção sul, e a Serra da Mantiqueira (SM) é uma cadeia montanhosa com as maiores cotas altimétricas. Na SM, a partir de 1200m de altitude, ocorrem as florestas nebulares, caracterizadas pela constância de névoa e destacada presença de epífitas, e um subtipo, as nanoflorestas, estão ameaçadas pelas mudanças climáticas globais. Para conhecer e compreender os padrões de distribuição e riqueza de epífitas vasculares em diferentes escalas, a tese é apresentada em três capítulos. O capítulo um objetivou refinar o mapeamento da distribuição da riqueza e endemismo de epífitas vasculares e compreender os fatores abióticos responsáveis pela riqueza e substituição de espécies no Bloco Sul da Floresta Atlântica (BSFA). Para isso foram utilizados bancos de dados e gerados dois Modelos de Dissimilaridade Generalizada (GDM). Foram encontradas quatro regiões apresentando alta riqueza e endemismo e confirmado um gradiente de riqueza e substituição de espécies entre as áreas costeiras e interioranas, assim como entre as regiões de baixada e montanhosa. Os principais preditores obtidos nos GDMs foram a distância geográfica, cobertura de nuvens e sazonalidade de temperatura. A heterogeneidade topográfica e respectivas mudanças climáticas são responsáveis por aumentar a riqueza e substituição de espécies de epífitas vasculares na BSFA. No capítulo dois, o objetivo foi listar as espécies de epífitas vasculares presentes nas florestas nebulares da SM. Foram realizadas coletas ao longo da cadeia montanhosa e compilação de banco de dados. As florestas nebulares da SM 7 apresentaram 678 espécies, algo em torno de 20% e 30% das espécies brasileiras e da Floresta Atlântica, respectivamente. As famílias mais ricas, Orchidaceae, Bromeliaceae e Polypodiaceae confirmaram os padrões obtidos em diferentes escalas. Um grande número de espécies ameaçadas nos níveis nacional e estaduais ressaltam a importância de conservação dos remanescentes existentes na SM. No capítulo três, os objetivos foram investigar a distribuição de riqueza e composição de espécies ao longo do gradiente altitudinal nas nanoflorestas da SM e avaliar a influência de variáveis climáticas e topográficas. Foram estabelecidas parcelas ao longo da SM em diferentes altitudes para a investigar a distribuição nas escalas local e regional. A riqueza de espécies foi comparada através de rarefação e a composição foi avaliada por análise de similaridade e correlação com fatores ambientais. Na escala local não foram encontrados picos intermediários de riqueza, mas, regionalmente, a faixa altitudinal entre 1500m e 1700m apresentou maior riqueza, principalmente comparada a faixas acima destas, onde as baixas temperaturas atuam como um filtro ambiental, limitando a riqueza mesmo com maior precipitação. Ao longo da SM a composição é afetada por diferenças climáticas relacionadas a sazonalidade, agrupando parcelas da mesma localidade, mesmo com a distância geográfica não sendo um fator significativo. Os resultados apresentados aqui oferecem um ponto de partida para a observação de padrões na riqueza e composição de espécies em gradientes altitudinais diante das mudanças climáticas globais.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio