Ambientes altomontanos no Paraná : florística vascular, estrutura arbórea, relações pedológicas e datações por 14c

Abstract

Este trabalho faz parte de um conjunto de estudos sobre os ambientes altomontanos no Paraná, envolvendo a Floresta Ombrófila Densa e Campos (Estepe Ombrofila). E essencial o entendimento de quais e de como as especies vegetais ocupam esses ambientes, das características dos solos onde se desenvolvem, dos potenciais de estocar carbono e de reter água, e de sua dinâmica. Portanto, foram realizados estudos sobre a florística vascular e a estrutura arbórea da floresta altomontana de varias montanhas de importantes blocos/serras que compõem o Complexo da Serra do Mar no Parana: Serra do Ibitiraquire, Serra da Prata, Serra Gigante e Serra da Igreja. Os dados foram agrupados aos disponíveis para outros trechos paranaenses e comparados com os de trabalhos realizados em outras florestas altomontanas, das regiões Sul e Sudeste do Brasil. Para a Serra da Igreja, também foi realizado estudo pedológico, com estimativas dos potenciais de estoque de carbono e de retenção de água, com analises isotópicas (d13C) e datações por 14C da fracão humina para inferir sobre como a ocupação desses ambientes pelas fitotipias florestais e campestres foi influenciada por mudanças climáticas durante o final do período Quaternário. Nas florestas altomontanas das quatro serras amostradas, foram detectadas 346 especies vegetais vasculares, pertencentes a 87 famílias. A família com maior riqueza especifica foi Myrtaceae, com 34 especies (10% do total). A florística arbórea dos trechos amostrados na Floresta Ombrófila Densa Altomontana apresentou a menor similaridade entre as três grandes serras comparadas, com índices um pouco maiores com as florestas altomontanas da região de Aparados da Serra Geral (SC) e menores com a Serra da Mantiqueira (SP, RJ e MG). O estudo fitossociológico resultou em 2294 indivíduos amostrados (PAP . 10 cm) pertencentes a 28 famílias e 78 especies. Agrupando as demais serras paranaenses, as cinco especies com maior porcentagem de importância estrutural foram Ilex microdonta, Siphoneugena reitzii, Drimys angustifolia, Ocotea porosa e Ilex chamaedrifolia. Os trechos amostrados na Serra do Mar no Parana apresentaram menor riqueza arbórea que os amostrados na Serra da Mantiqueira (MG) e maior que os nos Aparados da Serra Geral (SC). Na Serra da Igreja, os principais solos encontrados nos campos altomontanos foram Organossolos Haplicos Fibricos/Sapricos típicos e terricos e nas florestas altomontanas foram Gleissolos Haplicos Aliticos típicos, estes resultantes da expressiva ação de processos morfogenéticos. Os estoques de carbono por unidade de area nos solos dos campos são superiores aos das florestas altomontanas, sendo ambos considerados altos, comparados aos de outros ecossistemas disponíveis na literatura. Outra importante característica ambiental desses solos e a alta capacidade de retenção hídrica devido a sua elevada porosidade total verificada nos horizontes hísticos. Das seis datações, a mais antiga (2625 anos AP) foi observada no horizonte hístico mais profundo (entre 30 e 40 cm de profundidade), proximo ao contato litico no perfil mais raso de Organossolo no campo altomontano. A unica datacao na floresta, no horizonte glei imediatamente abaixo do hístico (entre 25 e 35 cm) revelou idade de apenas 900 anos AP. Todos os valores de d13C indicaram plantas C3, tanto nos horizontes dos solos do campo quanto nos solos na floresta. Apesar da Serra da Igreja, certamente apresentar campos altomontanos provenientes do final do Pleistoceno, como em outros estudos no Sul e Sudeste do Brasil, os sítios estudados, pela sua posição no relevo, são, pelo menos, do inicio do Holoceno tardio, quando condições de maior umidade propiciaram a colonização/recolonização das cumeeiras da Serra da Igreja, coincidindo com o período, frequentemente documentado na literatura, de avanço de florestas sobre campos e cerrados.

This work is part of a series of studies on the upper montane environments in Parana, involving the rain forests and high altitude grasslands. It is essential to the understanding of which and how plant species occupy these environments, which are the characteristics of their soils, what is their potential to store carbon and retain water, and understanding its dynamics and evolution. Therefore, studies of the vascular flora and tree structure were carried out in several mountain ranges that make up the complex of the Serra do Mar in Parana: Serra do Ibitiraquire, Serra da Prata, Serra Gigante and Serra da Igreja. The information was combined with available data from other studies in Parana and compared to surveys from other upper montane forests, in the southern and southeastern regions of Brazil. A pedological study was conducted in the Serra da Igreja, with estimates of potential carbon storage and water retention, with isotopic analysis (d13C) and radiocarbon dating of the humin fraction in order to infer about the evolution of these environments. In the upper montane forests of the four mountain ranges sampled it was found 346 vascular plant species comprising 87 families. The richest family was Myrtaceae, with 34 species (10% of total). The floristic composition of the upper montane forests of the Serra do Mar had the lowest similarity index of the three great mountain ranges compared. The Serra do Mar was slightly more similar to the upper montane forests of the Aparados da Serra Geral region (in SC) and less similar to the Serra da Mantiqueira region (in SP , RJ and MG). The phytosociological study resulted in 2294 individuals sampled (PBH . 10 cm) belonging to 28 families and 78 species. When other mountains of Parana are considered, the five species with the highest structural importance were Ilex microdonta, Siphoneugena reitzii, Drimys angustifolia, Ocotea porosa and Ilex chamaedrifolia. The sites sampled in the Serra do Mar in Parana had lower richness than the Serra da Mantiqueira (MG) and greater richness than the Aparados da Serra Geral (SC). In Serra da Igreja, the main soil types found in the high altitude grasslands were typic - and terric - fibric/sapric Haplic Histosols and the upper montane forests were typic alitic Gleysols, indicating increased activity of orphogenetic processes. Estimates of the potential of carbon stocks per unit area in the soil of the high altitude grasslands is higher than those of the upper montane forests, and both are considered high compared to other ecosystems reported in the literature. Another important environmental feature of these soils is the high capacity of water retention due to its high total porosity observed in histic horizons. According to the carbon dating analysis, performed using the AMS method, the deepest histic horizon (between 30 and 40 cm deep), near the lithic contact in the relatively shallow profile of Histosol in grassland, was the oldest one (2625 years BP). The single dating performed on the gley horizon from the forest immediately below the histic horizon (between 25 and 35 cm) revealed an age of only 900 years BP. In both soil horizons of the rasslands and in the forest, the d13C values indicated C3 plants. Besides Serra da Igreja certainly presents high altitude grasslands from the late Pleistocene, as related by other studies in southern and southeastern Brazil, the studied sites are at least from the beginning of the late Holocene, when conditions of high moisture enabled the colonization/recolonization of the ridges of the Serra da Igreja. This is the period, often reported in the literature, of the advance of forest on to grasslands and savannas.