Beta diversity patterns of Bromeliaceae growing on rocky cliffs within the Atlantic Forest in southern Brazil

Abstract

In recent years there has been increasing attention in patterns of β-diversity and mechanisms related to variations in species composition. In this study, we evaluated beta diversity patterns of bromeliads growing on cliffs immersed in Atlantic Forest. We hypothesized that the species composition varies according to the spatial scale, inferring that there is a replacement of species influenced mainly by environmental factors. The study was carried out on sandstone cliffs included in contiguous but distinct vegetation formations: Evergreen and Seasonal forests. Twenty-four vertical rocky outcrops were sampled. The spatial variation in species composition was evaluated by two β-diversity components, turnover and nestedness. Multivariate analysis and variation partitioning were performed to distinguish niche and stochastic processes. We recorded 26 bromeliad species and a significantly higher contribution of turnover explaining beta diversity. Environmental factors affect β-diversity patterns of Bromeliaceae. However, individually, the environmental predictors do not explain the data variation. Environmental variations spatially structured, and spatial variables determinate the dissimilarity in the composition of bromeliads on cliffs. Thus, our results revealed that both environmental and spatial effects can act together to define the floristic composition of rock-dwelling bromeliad communities.

Nos últimos anos tem havido uma crescente atenção em relação aos padrões de diversidade β e aos mecanismos relacionados às variações na composição de espécies. Neste estudo, nós avaliamos os padrões de diversidade beta de bromélias crescendo em escarpas rochosas imersas em matriz de Floresta Atlântica. Hipotetizamos que a composição das espécies varia de acordo com a escala espacial, inferindo que há uma substituição de espécies influenciadas principalmente por fatores ambientais. O estudo foi realizado em escarpas areníticas inseridas em formações vegetacionais contíguas, mas distintas: Florestas Ombrófila e Estacional. Vinte e quatro afloramentos rochosos verticais foram amostrados. A variação espacial na composição de espécies foi avaliada por dois componentes de diversidade β, turnover e aninhamento. Análise multivariada e particionamento da variação foram realizados para distinguir processos de nicho e estocásticos. Registramos 26 espécies de bromélias, com uma contribuição significativamente maior do turnover explicando a diversidade beta. Os fatores ambientais afetam os padrões de diversidade β de Bromeliaceae, no entanto, individualmente, esses preditores não explicam a variação dos dados. Assim, variações espaciais e variações ambientais espacialmente estruturadas determinam a dissimilaridade na composição de bromélias nas escarpas avaliadas. Desse modo, tanto os fatores ambientais determinísticos quanto os efeitos espaciais podem atuar em conjunto para definir a composição florística das comunidades de bromélias que se estabelecem sobre rochas.