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Special Supplement: Cerrado [Brazilian Savanna] • Pesqui. Agropecu. Trop. 51 • 2021 • https://doi.org/10.1590/1983-40632021v5168257   copy

Floristic and structural aspects of Brazilian Savanna phytophysiognomies in the northern Goiás state, Brazil

Aspectos florísticos e estruturais de fitofisionomias de Cerrado no norte do estado de Goiás

Authorship SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

ABSTRACT

The Legado Verdes do Cerrado Sustainable Development Reserve is home to the largest private contiguous area of native vegetation in the Cerrado (Brazilian Savanna) biome, but its flora is still little studied. A floristic and phytosociological study was carried out in four phytophysiognomies of the Reserve (cerrado sensu stricto, cerradão, dry forest and ciliary forest). Eighty 10 x 10-m plots were systematically installed, with 20 in each phytophysiognomy. All live woody individuals with diameter at breast height ≥ 5 cm and height greater than 130 cm were measured. A total of 933 live individuals were sampled, with an estimated density of 1,166 ind ha-1, belonging to 154 species and 46 families. Diversity and equability were assessed at 4.47 nats ind-1 and 0.88, respectively. The diametric distribution of the individuals showed a negative exponential (reverse J), while the one for height classes showed a tendency towards normal distribution. Species richness and structural parameters were within the values found for native vegetation, except for the cerrado sensu stricto.

KEYWORDS:
Native vegetation; biodiversity; conservation units

RESUMO

A Reserva de Desenvolvimento Sustentável Legado Verdes do Cerrado abriga a maior área contígua particular de vegetação nativa do bioma Cerrado, porém, com flora ainda pouco estudada. Objetivou-se realizar estudo florístico e fitossociológico em quatro fitofisionomias da Reserva (cerrado sentido restrito, cerradão, mata seca e mata ciliar). Foram instaladas de forma sistemática 80 parcelas de 10 x 10 m, 20 em cada fitofisionomia. Todos os indivíduos lenhosos vivos com diâmetro à altura do peito ≥ 5 cm e altura superior a 130 cm foram mensurados. No total, foram amostrados 933 indivíduos vivos, densidade estimada em 1.166 ind ha-1, pertencentes a 154 espécies e 46 famílias. A diversidade e a equabilidade foram avaliadas em 4,47 nats ind-1 e 0,88, respectivamente. A distribuição diamétrica dos indivíduos apresentou exponencial negativo (J-reverso) e a de classes de altura mostrou tendência à distribuição normal. A riqueza de espécies e os parâmetros estruturais obtidos estão dentro dos valores encontrados para vegetações nativas, com exceção do cerrado sentido restrito.

PALAVRAS-CHAVE:
Vegetação nativa; biodiversidade; unidades de conservação

INTRODUCTION

The Cerrado (Brazilian Savanna) biome owns diverse landscapes and vegetation that form a true mosaic (Bueno et al. 2018BUENO, M. L.; DEXTER, K. G.; PENNINGTON, R. T.; PONTARA, V.; NEVES, D. M.; RATTER, J. A.; OLIVEIRA-FILHO, A. T. The environmental triangle of the Cerrado domain: ecological factors driving shifts in tree species composition between forests and savannas. Journal of Ecology, v. 106, n. 5, p. 2109-2120, 2018., Felfili & Felfili 2001FELFILI, M. C.; FELFILI, J. M. Diversidade alfa e beta no Cerrado sensu stricto da Chapada Pratinha, Brasil. Acta Botanica Brasilica, v. 15, n. 2, p. 243-254, 2001.). At least 25 phytophysiognomies have already been mentioned in the literature, considering subtypes, inserted in forests, savannas and grasslands formations (Ribeiro & Walter 2008RIBEIRO, J. F.; WALTER, M. T. As principais fitofisionomias do bioma Cerrado. In: SANO, S. M.; ALMEIDA, S. P.; RIBEIRO, J. F. (ed.). Cerrado: ecologia e flora . Planaltina, DF: Embrapa Cerrados, 2008. p. 153-212., Walter et al. 2015). Despite its biological relevance, much of the Cerrado vegetation is fragmented, with around 50-55 % of its original coverage remaining (Françoso et al. 2015FRANÇOSO, R.; BRANDÃO, R.; NOGUEIRA, C. C.; SALMONA, Y.; MACHADO, R. B.; COLLI, G. R. Habitat loss and the effectiveness of protected areas in the Cerrado biodiversity hotspot. Natureza & Conservação, v. 13, n. 1, p. 35-40, 2015., Sano et al. 2019SANO, E. E.; RODRIGUES, A. A.; MARTINS, E. S. BETTIOL, G. M.; BUSTAMANTE, M. C.; BEZERRA, A. S.; COUTO JUNIOR, A.; VASCONCELOS, V.; SCHULER, J.; BOLFE, E. L. Cerrado ecoregions: a spatial framework to assess and prioritize Brazilian Savana environmental diversity for conservation. Journal of Environmental Management, v. 232, n. 1, p. 818-828, 2019. , Alencar et al. 2020ALENCAR, A.; SHIMBO, J. Z.; LENTI, F.; MARQUES, C. B.; ZIMBRES, B.; ROSA, M.; ARRUDA, V.; CASTRO, I.; RIBEIRO, J. P. F. M.; VARELA, V.; ALENCAR, I.; PIONTEKOWSKI, V.; RIBEIRO, V.; BUSTAMANTE, M. M. C.; SANO, E. E.; BARROSO, M. Mapping three decades of changes in the Brazilian Savanna native vegetation using landsat data processed in the Google Earth engine platform. Remote Sensing, v. 12, n. 6, e924, 2020. ). Of this total, only 3 % is considered strictly protected in conservation units (Françoso et al. 2015). The creation and implementation of conservation units are important tools for protecting biodiversity. However, to be effective, they need to be concretely implemented, with adequate management levels (Coelho & Rezende 2016COELHO, H. A.; REZENDE, E. N. A efetiva implantação das unidades de conversação ambiental por meio da desapropriação. Revista do Direito Público, v. 11, n. 2, p. 165-195, 2016. ).

The Reserva de Desenvolvimento Sustentável Legado Verdes do Cerrado (Legado Verdes do Cerrado Sustainable Development Reserve - LVC), located in Niquelândia, in the northern region of the Goiás state, Brazil, is a type of conservation unit that falls under the sustainable development reserve category. The LVC is home to a flora that has been poorly studied. Botanical collections of arboreal plants in the region are restricted to a study by Mendonça et al. (2007)MENDONÇA, R. C.; FILGUEIRAS, T. S.; FAGG, C. W. Análise florística da Chapada dos Veadeiros. In: FELFILI, J. M.; REZENDE, A. V.; SILVA JÚNIOR, M. C. (org.). Biogeografia do bioma Cerrado: vegetação e solos da Chapada dos Veadeiros. Brasília, DF: Ed. UnB, 2007. p. 121-237., who sampled a nearby area in Chapada dos Veadeiros. However, there is no specific floristic list or structural data for the region’s vegetation.

It is important to emphasize the importance of floristic and phytosociological studies that aim to acquire knowledge and conserve remaining native areas. These studies generate data on the species distribution, frequency and dominance, and provide a basis to propose management plans involving areas or species (Batista et al. 2019BATISTA, F. G.; OLIVEIRA, B. T.; ALMEIDA, M. E. A.; BRITO, M. S.; MELO, R. R.; ALVES, A. R. Florística e fitossociologia de um remanescente florestal da Caatinga - Caicó RN, Brasil. Revista Desafios, v. 6, n. 3, p. 118-128, 2019.). In addition, the registration of the deposit (voucher) of samples (exsiccates) in herbariums is essential for future studies related to taxonomic and occurrence data of the sampled species. According to Castro et al. (1999)CASTRO, A. A. J. F.; MARTINS, F. R.; TAMASHIRO, J. Y.; SHEPHERD, G. J. How rich is the flora of Brazilian Cerrados? Missouri Botanical Garden, v. 86, n. 1, p. 192-224, 1999., a good taxonomy is preceded by good collections, with systematic visits to study sites, in order to sample plants in their reproductive phases, although it is difficult to obtain these data in a short period of time.

In this context, this study aimed to contribute to the biodiversity knowledge and conservation in the LVC, as well as to generate data on the different Cerrado woody communities present in the conservation unit. This study was guided by the following questions: 1) How is the flora of the cerrado sensu stricto, cerradão, dry forest and ciliary forest phytophysiognomies in the LVC composed?; 2) How are the four plant communities in the LCV structured, considering the horizontal (diameter) and vertical (height) structure of the arboreal vegetation?

MATERIAL AND METHODS

The study was carried out in four Cerrado phytophysiognomies (cerrado sensu stricto, cerradão, dry forest and ciliary forest) (Ribeiro & Walter 2008RIBEIRO, J. F.; WALTER, M. T. As principais fitofisionomias do bioma Cerrado. In: SANO, S. M.; ALMEIDA, S. P.; RIBEIRO, J. F. (ed.). Cerrado: ecologia e flora . Planaltina, DF: Embrapa Cerrados, 2008. p. 153-212.) within the Reserva de Desenvolvimento Sustentável Legado Verdes do Cerrado (Legado Verdes do Cerrado Sustainable Development Reserve - LVC), in Niquelândia, Goiás state, Brazil (14º29’55”S; 48º28’5”W) (Figure 1), between October 2017 and December 2020.

Figure 1
Location of the Legado Verdes do Cerrado Sustainable Development Reserve, in Niquelândia, Goiás state, Brazil.

The LVC belongs to the Companhia Brasileira de Alumínio and encompasses 32,000 ha (about 80 % being native vegetation). The area is of relevant ecological interest, as it houses a variety of phytophysiognomies of the Cerrado biome, from forest to savanna and grassland formations (Ribeiro & Walter 2008RIBEIRO, J. F.; WALTER, M. T. As principais fitofisionomias do bioma Cerrado. In: SANO, S. M.; ALMEIDA, S. P.; RIBEIRO, J. F. (ed.). Cerrado: ecologia e flora . Planaltina, DF: Embrapa Cerrados, 2008. p. 153-212.).

The floristic and phytosociological inventory was performed with the systematic allocation of twenty 10 x 10-m plots spaced equidistantly (50 m) in each phytophysiognomy, for a total of 80 plots/sample unit. All live woody individuals with a diameter at breast height (DBH) ≥ 5 cm and height greater than 130 cm were numbered with metal plates and subsequently measured for diameter and total height, the latter with the aid of a clinometer.

Fertile samples were collected and deposited in the herbariums of the Universidade Federal de Goiás (UFG) (Goiânia, Goiás state) and Cenargen-Embrapa (Brasília, Federal District), both in Brazil. The botanical families followed the classification system of the Angiosperm Phylogeny Group IV (Chase et al. 2016CHASE, M. W.; HRISTENHUSZ, M. F.; BYNG, J. W.; JUDD, W. S.; SOLTIS, D. E.; MABBERLEY, D. J.; SENNIKOV, A. N.; SOLTIS, P. S.; STEVENS, P. F. An update of the Angiosperm Phylogeny Group classification for the orders and families of flowering plants: APG IV. Botanical Journal of the Linnean Society, v. 181, n. 1, p. 1-20, 2016.), while spelling, authorship and synonymy of scientific names were confirmed by consulting Flora do Brasil (Rio de Janeiro 2020RIO DE JANEIRO. Jardim Botânico. Flora do Brasil. 2020. Available at: <http://floradobrasil.jbrj.gov.br/>. Access on: 08 Mar. 2021.
http://floradobrasil.jbrj.gov.br/... ). The choice of forest phytophysiognomies, plot size, inclusion criteria for arboreal individuals and botanical collection followed the National Forest Inventory standards (SFB 2015SERVIÇO FLORESTAL BRASILEIRO (SFB). Manual de campo: procedimentos para coleta de dados biofísicos e socioambientais. Brasília, DF: SBF, 2015.), in order to ultimately include the results in its database.

The structure of woody communities was explained by means of phytosociological parameters described by Mueller-Dombois & Ellenberg (2002)MUELLER-DOMBOIS, D.; ELLENBERG, H. Aims and methods of vegetation ecology. New York: Blackburn, 2002. . Floristic diversity was assessed using the Shannon’s diversity index (H’) and Pielou’s equability (J’) (Magurran 2019MAGURRAN, A. E. Medindo a diversidade biológica. Curitiba: Ed. da UFPR, 2019.). The sampling sufficiency in each phytophysiognomy was assessed using species accumulation and rarefaction curves (Mao tau) (Colwell et al. 2004COLWELL, R. K.; MAO, C. X.; CHANG, J. Interpolating, extrapolating, and comparing incidence-based species accumulation curves. Ecology, v. 85, n. 10, p. 2717-2727, 2004.). The floristic similarity among the phytophysiognomies was calculated using the Dice-Sorensen index, with grouping via dendrogram, using the unweighted pair group method with arithmetic mean (UPGMA). The analyses were performed using the PAST software, version 4.03 (Hammer et al. 2001HAMMER, Ø.; HARPER, D. A. T.; RYAN, P. D. PAST: paleontological statistics software package for education and data analysis. Palaeontologia Electronica, v. 4, n. 1, p. 1-9, 2001.). Horizontal (diameters) and vertical (heights) structures were analyzed using frequency histograms in the R statistical environment (R Core Team 2020R CORE TEAM. R: a language and environment for statistical computing. Vienna: R Foundation for Statistical Computing, 2020.). The Spiegel formula (Spiegel 1976SPIEGEL, M. P. Estatística. São Paulo: McGraw-Hill, 1976.) was used to determine the ideal interval for the distribution of data among the classes.

RESULTS AND DISCUSSION

The Cerrado communities sampled in the LVC showed a high floristic diversity (H’ between 3.04 and 3.94) and equitable distributions of individuals among the sampled species (J’ between 0.84 and 0.92) (Table 1). Our results are similar to those of Silva et al. (2019)SILVA, G. E.; GUILHERME, F. A. G.; CARNEIRO, S. E. S.; PINHEIRO, M. H. O.; FERREIRA, W. C. Heterogeneidade ambiental e estrutura da vegetação arbustivo-arbórea em três áreas de Cerrado sentido restrito no sudoeste goiano. Ciência Florestal, v. 29, n. 2, p. 924-940, 2019. for three areas of cerrado sensu stricto (H’ from 3.20 to 3.62), and within the range found by Miranda et al. (2017)MIRANDA, S. C.; VASCONCELOS, W. A.; CEZARE, C. H. G.; MATA, C. R.; FONSECA, K. S. O cerradão de Goiás e suas relações florísticas e estruturais com outras áreas no Brasil. Enciclopédia Biosfera, v. 14, n. 26, p. 1058-1069, 2017. for 12 areas of cerradão (2.13 to 4.00). The results obtained for dry and ciliary forests were superior to those found, respectively, by Walter et al. (2015)WALTER, B. M.; DURIGAN, G.; MUNHOZ, C. B. R.; RIBEIRO, J. F. Fitofisonomias do Cerrado: classificação, métodos e amostragens fitossociológicas. In: EISENLOHR, P. V.; FELFILI, J. M.; MELO, M. M. R. F.; MEIRA NETO, J. A. A. (ed.). Fitossociologia no Brasil: métodos e estudos de casos. Viçosa: Ed. UFV, 2015. p. 183-212. (2.98) and Ferreira et al. (2017)FERREIRA, F. G.; MACHADO, E. L. M.; SILVA-NETO, C. M.; SILVA JUNIOR, M. C.; MEDEIROS, M. M.; GONZAGA, A. P. D.; SOLÓRZANO, A.; VENTUROLI, F.; FAGG, J. M. F. Diversity and indicator species in the Cerrado biome, Brazil. Australian Journal of Crop Science, v. 11, n. 8, p. 1042-1050, 2017. (3.25), as well as by Silva et al. (2015)SILVA, L. S.; ALVES, A. R.; NUNES, A. K. A.; MACEDO, W. S.; MARTINS, A. R. Florística, estrutura e sucessão ecológica de um remanescente de mata ciliar na bacia do rio Gurguéia - PI. Nativa Sinop, v. 3, n. 3, p. 156-164, 2015. (3.32) and Gomes et al. (2014)GOMES, F. S. G.; GUEDES, M. L. S.; VALADÃO, R. M.; PRATES, A. R. S.; COSTA, M. A. A. Florística e estrutura de um trecho de mata ciliar do rio Carinhanha, Feira da Mata, Bahia, Brasil. Revista Biotemas, v. 27, n. 3, p. 41-55, 2014. (3.62).

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Table 1
Floristic and structural parameters of four Cerrado phytophysiognomies in the Legado Verdes do Cerrado Sustainable Development Reserve, in Niquelândia, Goiás state, Brazil.

The total floristic survey sampled 933 live individuals, with estimated 1,166 ind ha-1. These individuals represent 154 species, belonging to 103 genera and 46 botanical families (Tables 2a-d). Of the 154 species, three were identified only to the family level and five to genus. The five richest families (Fabaceae, Myrtaceae, Malpighiaceae, Malvaceae and Vochysiaceae) accounted for 63 % of the total number of individuals sampled. Of this total, eight families were common to all phytophysiognomies (Anacardiaceae, Annonaceae, Apocynaceae, Fabaceae, Myrtaceae, Nyctaginaceae, Sapindaceae and Vochysiaceae) and, thus, representative in the tree strata of the Cerrado biome. Fabaceae, with 39 species, stood out regarding richness, accounting for 25 % of the total. Fabaceae was also the richest family in each of the different communities studied. This family is considered one of the largest in the world, and has a great importance for nitrogen balance in savanna ecosystems (Goodland & Ferri 1979GOODLAND, R.; FERRI, M. G. Ecologia do Cerrado. São Paulo: Edusp, 1979.).

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Table 2a
Floristic list of four Cerrado phytophysiognomies in the Legado Verdes do Cerrado Sustainable Development Reserve, in Niquelândia, Goiás state, Brazil.
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Table 2b
Floristic list of four Cerrado phytophysiognomies in the Legado Verdes do Cerrado Sustainable Development Reserve, in Niquelândia, Goiás state, Brazil.
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Table 2c
Floristic list of four Cerrado phytophysiognomies in the Legado Verdes do Cerrado Sustainable Development Reserve, in Niquelândia, Goiás state, Brazil.
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Table 2d
Floristic list of four Cerrado phytophysiognomies in the Legado Verdes do Cerrado Sustainable Development Reserve, in Niquelândia, Goiás state, Brazil.

The genera with the greatest richness were Byrsonima (cerrado sensu stricto and cerradão) and Machaerium (dry and ciliary forests). Byrsonima is common in the Cerrado with about 130 species (Mamede & Francener 2015MAMEDE, M. C. H.; FRANCENER, A. Lista de espécies da flora do Brasil: Byrsonima Rich. ex Kunth. 2015. Available at: <http://floradobrasil.jbrj.gov.br/jabot/floradobrasil/FB8827>. Access on: 13 Mar. 2020.
http://floradobrasil.jbrj.gov.br/jabot/f... ) that are distributed in various types of plant formations (Mendonça et al. 2008MENDONÇA, R. C.; FELFILI, J. M.; WALTER, B. M. T.; SILVA-JÚNIOR, M. C. S.; REZENDE, A. V.; FILGUEIRAS, T. S.; NOGUEIRA, P. E.; FAGG, C. W. Flora vascular do bioma Cerrado: um checklist com 12.356 espécies. In: SANO, S. M.; ALMEIDA, S. P.; RIBEIRO, J. F. (org.). Cerrado: ecologia e flora. Brasília, DF: Embrapa Informação Tecnológica, 2008. p. 422-442.), while Machaerium has 22 species in the same biome and is more common in forest areas (Rio de Janeiro 2020RIO DE JANEIRO. Jardim Botânico. Flora do Brasil. 2020. Available at: <http://floradobrasil.jbrj.gov.br/>. Access on: 08 Mar. 2021.
http://floradobrasil.jbrj.gov.br/... ). The flora sampled in this study included species in common with the floristic list of Mendonça et al. (2008)MENDONÇA, R. C.; FELFILI, J. M.; WALTER, B. M. T.; SILVA-JÚNIOR, M. C. S.; REZENDE, A. V.; FILGUEIRAS, T. S.; NOGUEIRA, P. E.; FAGG, C. W. Flora vascular do bioma Cerrado: um checklist com 12.356 espécies. In: SANO, S. M.; ALMEIDA, S. P.; RIBEIRO, J. F. (org.). Cerrado: ecologia e flora. Brasília, DF: Embrapa Informação Tecnológica, 2008. p. 422-442. and added to the list generated by Mendonça et al. (2007)MENDONÇA, R. C.; FILGUEIRAS, T. S.; FAGG, C. W. Análise florística da Chapada dos Veadeiros. In: FELFILI, J. M.; REZENDE, A. V.; SILVA JÚNIOR, M. C. (org.). Biogeografia do bioma Cerrado: vegetação e solos da Chapada dos Veadeiros. Brasília, DF: Ed. UnB, 2007. p. 121-237. for the Parque Nacional da Chapada dos Veadeiros, a nearby area, namely: Oxandra sp.; Syagrus oleracea (Mart.) Becc.; Erythroxylum citrifolium A. St.-Hil.; Inga ingoides (Rich.) Willd.; Myroxylon peruiferum L. f.; Stryphnodendron rotundifolium Mart.; Swartzia multijuga Vogel; Byrsonima guilleminiana A. Juss.; Agonandra excelsa Griseb.; and Myrsine gardneriana A. DC. It is noteworthy that E. citrifolium, M. peruiferum and A. excelsa are quite common in the studied phytophysiognomies of the LVC. The great Cerrado heterogeneity (Ratter et al. 2003RATTER, J. A.; BRIDGEWATER, S.; RIBEIRO, J. F. Analysis of the floristic composition of the Brazilian Cerrado vegetation III: comparison of the woody vegetation of 376 areas. Edinburgh Journal of Botany, v. 60, n. 1, p. 57-109, 2003. , Costa-Coutinho et al. 2019COSTA-COUTINHO, J. M.; JARDIM, M. A. G.; CASTRO, A. A. J. F.; VIANA-JÚNIO, A. B. Conexões biogeográficas de savanas brasileiras: partição da diversidade marginal e disjunta e conservação do trópico ecotonal setentrional em um hotspot de biodiversidade. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 12, n. 7, p. 2406-2427, 2019.) highlights the importance of establishing conservation units such as the LVC to protect species that occur regionally. Among the species sampled in the present research, Apuleia leiocarpa (Vogel) J. F. Macbr. and Cedrela fissilis Vell. are considered vulnerable (Lima et al. 2013LIMA, H. C.; SOUZA, E. R.; TOZZI, M. G. A.; PEREZ, A. P. F.; FLORES, A. S.; SARTORI, A. L. B.; VAZ, A. M. S. F.; FILARDI, F.; FERNANDES, F. M.; GARCIA, F. C. P.; VALLS, J. F. M.; LIMA, L. C. P.; COSTA, L. C.; QUEIROZ, L. P.; MORIM, M. P.; NUNES, N. L. A.; QUEIROZ, R. T.; MIOTTO, S. T. S.; DUTRA, V. F.; MANSANO, V. F.; SOUZA, V. C.; MESSINA, T.; KUTSCHENKO, D. C.; PENEDO, T. S. A.; VALENTE, A. M. Fabaceae/Leguminosae. In: MARTINELLI, G.; MORAES, M. A. (org.). Livro vermelho da flora do Brasil. Rio de Janeiro: Centro Nacional de Conservação da Flora, 2013. p. 516-548.), with recommendations for the monitoring of populations and the implementation of sustainable management strategies. In general, more than 30 % of the woody species found in the communities are considered locally rare, that is, they are represented by a single individual. Of the four sampled communities, the dry forest had the highest percentage of rare species (Table 1). These species are important in the floristic differentiation of Cerrado communities and contribute to the genetic diversity of these areas.

The sampling methodology proved to be sufficient for dry forest, ciliary forest and cerradão (Figures 2B, 2C and 2D). However, it represented only 50 % of the estimated richness for the cerrado sensu stricto (Figure 2A).

Figure 2
Species accumulation and rarefaction curves for the studied areas of cerrado sensu stricto (A), dry forest (B), ciliary forest (C) and cerradão (D), sampled in the Legado Verdes do Cerrado Sustainable Development Reserve, in Niquelândia, Goiás state, Brazil. Confidence interval: 95 %.

According to Felfili et al. (2005)FELFILI, M. F.; CARVALHO, F. A.; HAIDAR, R. F. Manual para o monitoramento de parcelas permanentes nos biomas Cerrado e Pantanal. Brasília, DF: Ed. UnB, 2005., the sampling sufficiency in this community can be obtained using the inclusion criterion of woody individuals with a base diameter ≥ 5 cm and a minimum sampling of one hectare. It is noteworthy that the methodology adopted in this study sought to standardize data for inclusion in the National Forest Inventory database, which diverges from the criteria proposed by Felfili et al. (2005)FELFILI, M. F.; CARVALHO, F. A.; HAIDAR, R. F. Manual para o monitoramento de parcelas permanentes nos biomas Cerrado e Pantanal. Brasília, DF: Ed. UnB, 2005..

The floristic similarities between cerradão and cerrado sensu stricto and between these and the dry forest were high (Figure 3).

Figure 3
Floristic similarity (Sorensen Index - UPGMA) among the phytophysiognomies sampled in the Legado Verdes do Cerrado Sustainable Development Reserve, in Niquelândia, Goiás state, Brazil.

In fact, most of the species occurring in the cerradão (71 %) were shared with other phytophysiognomies, corroborating that this phytophysiognomy is characterized by the presence of species from cerrado sensu stricto and those occurring in different forest formations (Ribeiro & Walter 2008RIBEIRO, J. F.; WALTER, M. T. As principais fitofisionomias do bioma Cerrado. In: SANO, S. M.; ALMEIDA, S. P.; RIBEIRO, J. F. (ed.). Cerrado: ecologia e flora . Planaltina, DF: Embrapa Cerrados, 2008. p. 153-212., Ferreira et al. 2017FERREIRA, F. G.; MACHADO, E. L. M.; SILVA-NETO, C. M.; SILVA JUNIOR, M. C.; MEDEIROS, M. M.; GONZAGA, A. P. D.; SOLÓRZANO, A.; VENTUROLI, F.; FAGG, J. M. F. Diversity and indicator species in the Cerrado biome, Brazil. Australian Journal of Crop Science, v. 11, n. 8, p. 1042-1050, 2017.). Geographical proximity and, consequently, similarities in local environmental conditions may have contributed to the overlap of species among these phytophysiognomies (Pinto et al. 2009PINTO, J. R. R.; LENZA, E.; PINTO, A. S. Composição florística e estrutura da vegetação arbustivo-arbórea em um Cerrado rupestre, Cocalzinho de Goiás, Goiás. Revista Brasileira de Botânica, v. 32, n. 1, p. 1-10, 2009., Ferreira et al. 2019FERREIRA, I. N. M.; FERREIRA, F. G.; SANTANA, G. M.; GUIMARÃES, L. E.; VENTUROLI, F. Estrutura e diversidade da vegetação arbórea em cerradão no norte do estado de Goiás. Tree Dimensional, v. 4, n. 7, p. 31-45, 2019.). The ciliary forest was the most distinct phytophysiognomy of the four, sharing 40 % of its species with dry forest (Figure 3) and with 47 % exclusive species, probably due to the environmental conditions of association with a water source (Silva et al. 2015SILVA, L. S.; ALVES, A. R.; NUNES, A. K. A.; MACEDO, W. S.; MARTINS, A. R. Florística, estrutura e sucessão ecológica de um remanescente de mata ciliar na bacia do rio Gurguéia - PI. Nativa Sinop, v. 3, n. 3, p. 156-164, 2015.).

The analysis of the phytosociological parameters of the four communities revealed that Anadenanthera peregrina (L.) Speg, Curatella americana L. and Dilodendron bipinnatum Radlk. were the most important species, accounting for 12 % of the total importance value (IV). The C. americana species stood out as the most abundant in the joint analysis of the communities, with greater density and frequency, and occurring in three of the four formations, the exception being ciliary forest. This species was the most important in the cerrado sensu stricto (20 % of the total IV) and the sixth most important in cerradão (4 % of the total IV). Matching results were found for the same species in different studies undertaken in the Cerrado (Ratter et al. 2003RATTER, J. A.; BRIDGEWATER, S.; RIBEIRO, J. F. Analysis of the floristic composition of the Brazilian Cerrado vegetation III: comparison of the woody vegetation of 376 areas. Edinburgh Journal of Botany, v. 60, n. 1, p. 57-109, 2003. , Ferreira et al. 2017FERREIRA, F. G.; MACHADO, E. L. M.; SILVA-NETO, C. M.; SILVA JUNIOR, M. C.; MEDEIROS, M. M.; GONZAGA, A. P. D.; SOLÓRZANO, A.; VENTUROLI, F.; FAGG, J. M. F. Diversity and indicator species in the Cerrado biome, Brazil. Australian Journal of Crop Science, v. 11, n. 8, p. 1042-1050, 2017., Silva et al. 2019SILVA, G. E.; GUILHERME, F. A. G.; CARNEIRO, S. E. S.; PINHEIRO, M. H. O.; FERREIRA, W. C. Heterogeneidade ambiental e estrutura da vegetação arbustivo-arbórea em três áreas de Cerrado sentido restrito no sudoeste goiano. Ciência Florestal, v. 29, n. 2, p. 924-940, 2019. , Brasil 2020BRASIL. Inventário florestal nacional. 2020. Available at: <https://www.florestal.gov.br/documentos/publicacoes/4358-levantamento-botanico-6/file>. Access on: 14 Mar. 2021.
https://www.florestal.gov.br/documentos/... ).

In the cerradão, Tachigali vulgaris L. G. Silva & H. C. Lima was the most important species (7 % of the total IV) and had the highest values for density and dominance. The species is considered an indicator of dystrophic cerradão (Oliveira-Filho & Ratter 2002OLIVEIRA-FILHO, A. T.; RATTER, J. A. Vegetation physiognomies and wood flora of the Cerrado biome. In: OLIVEIRA, P. S.; MARQUIS, R. J. (ed.). The Cerrados of Brazil: ecology and natural history of a neotropical Savanna. New York: Columbia University, 2002. p. 91-120. , Vasconcelos et al. 2020VASCONCELOS, W. A.; MIRANDA, S. C.; SILVA-NETO, C. M.; SOUZA, P. B. Caracterização florístico-estrutural e síndromes de dispersão de espécies lenhosas de remanescente de cerradão. Nativa Sinop , v. 8, n. 4, p. 514-522, 2020.), although there are records of its occurrence in several areas of the Cerrado biome (Ratter et al. 2003).

The A. peregrina species was the most important in the analysis of the four communities (5 % of the total IV), as well as in the dry forest (11 % of the total IV). It is a typical species of seasonal forests (Haidar 2008HAIDAR, R. F. Fitossociologia, diversidade e sua relação com variáveis ambientais em florestas estacionais do bioma Cerrado no Planalto Central e Nordeste do Brasil. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) - Universidade de Brasília, Brasília, DF, 2008., Ribeiro & Walter 2008RIBEIRO, J. F.; WALTER, M. T. As principais fitofisionomias do bioma Cerrado. In: SANO, S. M.; ALMEIDA, S. P.; RIBEIRO, J. F. (ed.). Cerrado: ecologia e flora . Planaltina, DF: Embrapa Cerrados, 2008. p. 153-212.). In the ciliary forest, Aspidosperma subincanum Mart. had high values for density and frequency (50 % of the plots), being considered the most important species (6 % of the total IV), as well as the fifth most important in the dry forest (5 % of the total IV). This species was considered to have a wide geographical distribution, according to a National Forest Inventory floristic survey conducted in the Federal District and in the states of Bahia, Goiás, Maranhão, Mato Grosso do Sul, Piauí, Paraná and Tocantins (Brasil 2020BRASIL. Inventário florestal nacional. 2020. Available at: <https://www.florestal.gov.br/documentos/publicacoes/4358-levantamento-botanico-6/file>. Access on: 14 Mar. 2021.
https://www.florestal.gov.br/documentos/... ).

The studied communities differed with regard to mean values for diameter and height (Table 1). The forest phytophysiognomies had an average DBH above 10 cm, while the cerrado sensu stricto (savanna formation) had an average of 8.6 cm. The highest coefficient of variation was found for the ciliary forest, at around 60 % (Table 1). The cerrado sensu stricto was characterized by shorter trees, with an average of 4.0 m (CV = 45 %), while, in the cerradão, the average height was 7.4 m (CV = 49 %), a result of sharing species with the cerrado sensu stricto and forest formations. The average tree height for forests was 11.0 m, with a greater coefficient of variation for the dry forest (63 %) (Table 1).

The forest formations had an estimated density above 1,000 ind ha-1, but the cerrado sensu stricto, due to the minimum criterion for inclusion in the sample, had an estimated density of 630 ind ha-1, a value lower than the range of 906 to 1,859 ind ha-1 obtained in recent studies carried out in areas of cerrado sensu stricto (Silva et al. 2019SILVA, G. E.; GUILHERME, F. A. G.; CARNEIRO, S. E. S.; PINHEIRO, M. H. O.; FERREIRA, W. C. Heterogeneidade ambiental e estrutura da vegetação arbustivo-arbórea em três áreas de Cerrado sentido restrito no sudoeste goiano. Ciência Florestal, v. 29, n. 2, p. 924-940, 2019. , Ferreira et al. 2020FERREIRA, R. Q. S.; SANTOS, L. A. C. S.; TEIXEIRA, P. R.; BORGES, L.; SOUZA, P. B. Estrutura fitossociológica de um cerrado sensu stricto, em Gurupi, Tocantins. Fronteiras, v. 9, n. 1, p. 316-329, 2020.). Abiotic factors (e.g., soil physical and chemical properties) may also influence the structural parameters of Cerrado communities on a local scale (Miranda et al. 2020MIRANDA, S. C.; SILVA JÚNIOR, M. C.; VASCONCELOS, W. A.; CARVALHO, P. S. Relação solo-vegetação em duas áreas de Cerrado sentido restrito na Serra Dourada, Goiás. Revista Ibero Americana de Ciências Ambientais, v. 11, n. 4, p. 21-35, 2020.).

The minimum criterion for inclusion in sampling also influenced the values obtained for estimated basal area for the cerrado sensu stricto and cerradão. The forest phytophysiognomies had expressive values for basal area (Table 1), which were related to the presence of large individuals.

The distribution of arboreal individuals by diameter class revealed a reverse J aspect, indicating that, in general, the communities are self-regenerating, with a greater concentration of individuals in the smallest diameter classes (Figure 4). As the LVC is a conservation unit, the absence of anthropic disorders may be contributing to the balance between mortality and recruitment of new individuals in these communities (Lisboa et al. 2019LISBOA, G. S.; VERES, K. J. I.; WATZLAWICK, L. F.; FRANÇA, L. C. J.; CERQUEIRA, C. L.; MIRANDA, D. L. C.; STEPKA, T. F.; LONGHI, R. V. Fitossociologia e dinâmica de crescimento em um fragmento de floresta estacional semidecidual. Nativa, v. 7, n. 4, p. 452-459, 2019.).

Figure 4
Distribution of arboreal individuals by center of diameter (diameter at breast height - DBH) and height (H) classes for four phytophysiognomies (cerradão, cerrado sensu stricto, ciliary forest and dry forest), as well as the four sampled together, in the Legado Verdes do Cerrado Sustainable Development Reserve, in Niquelândia, Goiás state, Brazil.

The mean values for DBH and height corroborated the expected gradient, with the smallest mean diameter for the cerrado sensu stricto (8.6 cm) and the largest (11.4 cm) for the ciliary forest (Table 1). The coefficient of variation for all phytophysiognomies being above 45 % (Table 1) reflects a variation in the data set related to the Cerrado heterogeneity. The distribution among height classes (Figure 4) revealed a unimodal pattern tending to a normal distribution, with individuals grouped mainly in the second and third classes, as seen in other studies (Maracahipes et al. 2011MARACAHIPES, L.; LENZA, E.; MARIMON, B. S.; OLIVEIRA, E. A.; PINTO, J. R. R.; MARIMON JUNIOR, B. H. E. Estrutura e composição florística da vegetação lenhosa em Cerrado rupestre na transição Cerrado-Floresta Amazônica, Mato Grosso, Brasil. Biota Neotropica, v. 1, n. 1, p. 133-141, 2011., Ferreira et al. 2015FERREIRA, R. Q. S.; CAMARGO, M. O.; SOUZA, P. B.; ANDRADE, V. C. L. Fitossociologia e estrutura diamétrica de um Cerrado sensu stricto, Gurupi - TO. Revista Verde, v. 10, n. 1, p. 229-235, 2015.).

CONCLUSIONS

  1. The studied tree communities are characterized by a high diversity, low species dominance and the presence of exclusive and rare species. The values for species richness are within those found for native vegetation, except for the cerrado sensu stricto;

  2. Among the sampled species, Apuleia leiocarpa and Cedrela fissilis stand out for being considered with the vulnerable in nature status, which highlights the relevant importance of the Legado Verdes do Cerrado Sustainable Development Reserve to the conservation of the Cerrado native flora;

  3. From a structural point of view, the values for the studied communities were within the ranges reported in the specialized literature, except for the cerrado sensu stricto;

  4. Considering the values obtained for diversity, richness and structural characteristics of the four studied phytophysiognomies, it is possible to conclude that the Legado Verdes do Cerrado Sustainable Development Reserve plays an important role in conserving the remaining Cerrado biodiversity.

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Publication Dates

  • Publication in this collection
    13 Aug 2021
  • Date of issue
    2021

History

  • Received
    19 Mar 2021
  • Accepted
    30 Apr 2021
  • Accepted
    01 July 2021
Creative Common - by 4.0
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