Complexo rupestre ferruginoso em Morro do Pilar, Espinhaço Meridional de Minas Gerais: solo - vegetação e diversidade filogenética

Abstract

A vegetação dos Campos Rupestres pode estar associada a afloramentos quartiziticos, granitos- gnaisses, itabiritos/jaspelitos e arenitos, e geralmente são encontradas acima de 900m. As diferenças fitofisionômicas encontradas nos Campos Rupestres são moldadas principalmente pela estratificação geoambiental ecossistêmica da vegetação que varia conforme a composição pedológica se distingue. Essa heterogeneidade das fitofisionomias acarretou na reclassificação de Campo Rupestre para Complexo Rupestre, o qual apresenta diferentes geoambientes (que são relativamente homogêneos). As condições edáficas e ambientais (e.g. isolamento geográfico) dos Complexos Rupestres refletiram em filtros ambientais que resultaram na alta diversidade, riqueza e endemismo nesses ambientes, tornando-os hotspots de biodiversidade. Dentre os Complexos Rupestres encontrados no Brasil (que se concentram no alinhamento do Espinhaço), destacam-se para este trabalho, os Complexos Rupestres Ferruginosos (CRFs), cujos complexos de solo (canga) são resultado do intemperismo, pedogenese policíclica da rocha matriz e das variações climáticas do Quaternário, que evidenciam uma couraça ferruginosa irregular, o que permitiu o surgimento de microblosões de solo, ideais para o enraizamento de herbáceas. Fatores genéticos da vegetação local e a presença de termiteiros foram considerados em alguns estudos como essenciais no processo de resiliência da vegetação que lida com elevadas concentrações de metais, lixiviação, entre outros. Apesar do grande endemismo, importância ecológica e características únicas, os CRFs estão classificados como criticamente em perigo, onde as atividades antrópicas são as principais modificadoras dessas exuberantes paisagens. Investigar os mecanismos biológicos desses ecossistemas, refinando-os em dados (Fitossociológicos/Diversidade Filogenética) que auxiliem na preservação de áreas prioritárias e recuperação de áreas degradadas é de suma importância para a manutenção desses ambientes. Dessa forma, o presente trabalho objetivou a compreensão da variação vegetacional em dois geoambientes espacialmente próximos, no Complexo Rupestre Ferruginoso da Fazenda Volta da Tropa em Morro do Pilar, porção leste do Espinhaço, em Minas Gerais, Brasil. Ademais, foi realizada a quantificação da riqueza e abundância vegetal, a relação das distribuições das espécies com as características superficiais do solo, a avaliação a diversidade filogenética entre os geoambientes, e a caracterização/correlação das variáveis pedológicas que estruturam cada comunidade vegetal com a diversidade filogenética. Foram encontradas dissimilaridades nos dois geoambientes, reforçando que apesar da proximidade em escala espacial pequena e do compartilhamento de algumas espécies, persiste um mosaico heterogêneo no CRF da Fazenda Volta da Tropa. Dentre as principais dissimilaridades, destacam-se a riqueza e cobertura vegetal explicadas pela textura e profundidade do solo, em que CRAB teve menor riqueza e cobertura de espécies, e o solo esteve mais relacionado com concentrações biodisponíveis, matéria orgânica, areia grossa, argila e silte. Já CRAR apresentou maior riqueza e cobertura, e o solo mais relacionado com profundidade e areia fina. Em relação à Diversidade Filogenética, os dois geoambientes também apresentaram diferenças. As métricas que mais explicaram essa diferença foram: PD, MPD e ses.MPD. CRAB apresentou agrupamento filogenético e CRAR uma estrutura aleatória. Algumas hipóteses da Teoria OCBIL reforçam o encontrado neste trabalho, como a hipótese das oscilações climáticas do Quaternário, do ‘Ultimate Self’ e da Herança Gondwana. Dentre as relações com o solo, a métrica ses.MPD foi explicada pelos efeitos negativos de Al e PC1t, e em escala fina a textura do solo determinou a diferença na Diversidade Filogenética. Tendo em vista os aspectos observados, este trabalho reforça que, a generalização da vegetação ocorrente em diferentes gradientes geoambientais dos CRFs, pode gerar resultados tendenciosos. Além disso, correlacionar estudos fitossociológicos, edáficos e filogenéticos foi de suma importância para compreensão da variação de dois geoambientes espacialmente próximos em um Complexo isolado. Palavras-chave: Campo Rupestre. Geoambiente. OCBILs. Ecologia de Comunidades.

The vegetation of Rupestrian Grassland can be associated with quartzite outcrops, granite- gneisses, itabirites/jaspelites and sandstones, and are generally found above 900 meters. The phytophysiognomic differences found in the Rupestrian Grassland are mainly shaped by the geo-environmental ecosystem stratification of the vegetational complex, which varies according to the different pedological composition. This heterogeneity of phytophysiognomies resulted in the reclassification of Rupestrian Grassland to Rupestrian Complex, which has different geoenvironments (which are relatively homogeneous). The edaphic and environmental conditions (e.g. geographic isolation) of the Rupestrian Complex reflected in environmental filters that resulted in the high diversity, richness and endemism in these environments, turning them into biodiversity hotspots. Among the Rupestrian Complex found in Brazil (which are concentrated in the Espinhaço alignment), the Ferruginous Rupestrian Complex (FRCs) stand out for this work, whose soil complexes (canga) are the result of weathering, polycyclic pedogenesis of the matrix rock and the climatic variations of the Quaternary, which show an irregular ferruginous cuirass, which allowed the emergence of soil microblossions, ideal for rooting herbaceous plants. Genetic factors of the local vegetation and the presence of termite mounds were considered in some studies as essential in the vegetation resilience process that deals with high concentrations of metals, leaching, among others. Despite their high endemism, ecological importance and unique characteristics, FRCs are classified as critically endangered, where anthropogenic activities are the main modifiers of these exuberant landscapes. Investigating the biological mechanisms of these ecosystems, refining them in data (Phytosociological/Phylogenetic Diversity) that help in the preservation of priority areas and recovery of degraded areas is of paramount importance for the maintenance of these environments. Thus, the present work aimed to understand the vegetation variation in two spatially close geoenvironments (CRAB - open rocky field/CRAR - shrubby rocky field), in the Rupestre Ferruginoso Complex of Fazenda Volta da Tropa in Morro do Pilar, eastern portion of Espinhaço, Minas Gerais, Brazil. In addition, the quantification of plant richness and abundance, the relationship of species distributions with the surface characteristics of the soil, the assessment of phylogenetic diversity between geoenvironments, and the characterization/correlation of the pedological variables that structure each plant community with the diversity were carried out. phylogenetics. Dissimilarities were found in the two geoenvironments, reinforcing that despite the proximity on a small spatial scale and the sharing of some species, a heterogeneous mosaic persists in the FRCs of Fazenda Volta da Tropa. Among the main dissimilarities, the richness and vegetation cover are highlighted, explained by the texture and depth of the soil, in which CRAB had lower species richness and cover, and the soil was more related to bioavailable concentrations, organic matter, coarse sand, clay and silt. CRAR, on the other hand, presented greater richness and coverage, and the soil was more related to depth and fine sand. Regarding Phylogenetic Diversity, the two geoenvironments also showed differences. The metrics that most explained this difference were: PD, MPD and ses.MPD. CRAB presented a phylogenetic grouping and CRAR a random structure. Some hypotheses of the OCBIL Theory reinforce what was found in this work, such as the hypothesis of climatic oscillations of the Quaternary, of the 'Ultimate Self' and of the Gondwana Inheritance. Among the relationships with the soil, the ses.MPD metric was explained by the negative effects of Al and PC1t, and on a fine scale the soil texture determined the difference in Phylogenetic Diversity. In view of the observed aspects, this work reinforces that the generalization of the vegetation occurring in different geoenvironmental gradients of the FRCs can generate biased results. Furthermore, correlating phytosociological, edaphic and phylogenetic studies was of paramount importance for understanding the variation of two spatially close geoenvironments in an isolated Complex. Keywords: Rupestre Field. Geoenvironment. OCBILs. Community’s Ecology.