Spatial pattern analysis of trees of four forest communities in southeastern Brazil, using Ripley’s K function.

O padrão espacial das árvores em uma floresta é influenciado por variáveis abióticas e bióticas. Entre as principais variáveis abióticas estão o relevo, a disponibilidade de luz, nutrientes e água, e a caracterização do solo. Entre as principais variáveis bióticas estão os processos dependentes da densidade, tais como a competição intraespecífica e interespecífica, a herbivoria, a ocorrência de doenças, a fenologia e dispersão de sementes. Desse modo, investigar o padrão espacial das árvores, segundo suas classes de tamanho, e segundo suas espécies mais abundantes, pode fornecer evidências sobre a estrutura da comunidade vegetal. A descrição do padrão espacial das árvores e das espécies mais abundantes em diferentes formações florestais foi realizada usando ferramentas estatésticas mais apropriadas para investigar mapas das árvores. A Função K de Ripley tem como principais vantagens a possibilidade de detectar o padrão espacial em diversas escalas de distâncias simultaneamente, e avaliar a dependência espacial entre grupos de árvores. Os padrões observados foram comparados com os modelos de Completa Aleatoriedade Espacial, para a função univariada, e de Completa Independência Espacial, para a função bivariada. Diferentes formações florestais, típicas da região sudeste do Brasil, foram comparadas neste estudo: Floresta Ombrófila Densa Submontana, Savana Florestada (Cerradão), Floresta Estacional Semidecidual e Formação Pioneira com Influência Marinha (Restinga). Esta dissertação de mestrado integra o Projeto "Diversidade, dinâmica e conservação em florestas do Estado de São Paulo: 40 ha de parcelas permanentes", do Programa Biota da FAPESP. Neste projeto, uma parcela de 10,24 ha foi montada em cada formação florestal, e todas as árvores com circunferência na altura do peito a partir de 15 cm foram medidas, mapeadas e identificadas. Os resultados obtidos neste estudo ressaltam o caráter agregado em florestas tropicais, uma vez que o padrão agregado foi observado em todas as florestas estudadas. As árvores do Cerradão e da Restinga apresentaram padrões muito próximos, com uma agregação definida até uma certa escala de distâncias. Para a Floresta Ombrófila, o padrão agregado foi significativo em toda a escala de distâncias. Na Floresta Estacional, tendência à aleatoriedade foi observada, embora uma agregação significativa tenha sido notada para curtas distâncias. A análise do padrão espacial segundo classes de tamanho mostrou que as primeiras classes possuem, em geral, padrões agregados significativos, enquanto para as classes seguintes o padrão aleatório foi predominante. Em linhas gerais, o padrão espacial das espécies acompanhou o padrão geral de cada formação florestal. O padrão das espécies dominantes é sempre muito semelhante ao padrão espacial da floresta como um todo. Como era esperado, as espécies dominantes desempenham importante papel na ocupação do espaço horizontal em tais florestas, contribuindo de modo decisivo para a caracterização do padrão espacial da comunidade. Espécies que ocorreram em diferentes florestas apresentaram pequenas diferenças no seu padrão espacial, ressaltando-se assim a importância da sua autoecologia e dos processos ecológicos intrínsecos a cada comunidade.Tree spatial patterns are influenced by abiotic and biotic environment. Among the main abiotic factors are topography, light, nutrients, soil and water availability. Among biotic factors are density-dependent processes, as intraespecific and interespecific competition, herbivory, pathogens, phenology and seed dispersion. Investigation of tree spatial patterns, patterns in size classes, and dominant species patterns can show evidences about the structure of plant communities. Description of trees spatial pattern was made using the most appropriate statistical tools for mapped data. Ripley’s K Function has as its main attributes the power to detect the spatial patterns in different distance scales simultaneously, and to investigate spatial independence among groups of trees. Observed patterns were compared to Complete Spatial Randomness model, in univariate function, and to Complete Spatial Independence model, in bivariate function. Different forests, typical from Southeastern Brazil, were compared in this study: Forest Savanna (Cerrad˜ao), Dense Rain Forest, Seasonal Semideciduous Forest and Restinga. This mastership thesis is part of Project "Diversity, dynamics and conservation in forests in the State of São Paulo: 40 ha of permanent plots", from FAPESP Biota Program. In this project, one permanent plot of 10.24 ha was located in each forest stand, and all its trees with circunference at breast height equals 15 cm or higher were measured, mapped and identified. The results obtained in this study shows the aggregated pattern as the most common pattern in tropical forests. The trees spatial pattern in Cerradão and Restinga were very similar, aggregation was observed in the same distance scales. For the Dense Rain Forest, the spatial pattern was significant for all the distance scales. In Semidecidous Forest, a tendency towards randomness was observed, but a significant aggregation appeared for short distances. The spatial analysis for size classes showed that the newer classes have aggregated patterns, while the following classes have random ones. The dominant species spatial patterns were close to the general patterns of its community. As expected, dominant species play important rules in characterizing the horizontal pattern of their forests. Common species between different forests showed small differences in its spatial pattern, indicating the importance of its autoecology and the intrinsic ecological processes of each community