Abstract
We characterize the vegetation types of the upper basin of the Madeira River in the Brazilan state of Rondônia, a biodiverse region with elevated rates of habitat loss. Vegetation and environmental parameters were recorded from 37 observation points distributed along and near a 160 km stretch of the Madeira River and representing the range of regional environments. Analysis of structure and floristic variables, as well as associated edaphic attributes and water table fluctuation, permitted recognition of five main vegetation types and seven subtypes. Open Ombrophilous Forest was the most frequently encountered vegetation type and occurred on well-drained, nutrient-poor soils, whereas Dense Ombrophilous Forest was seldom recorded. Alluvial Ombrophilous Forests (várzea) were found along a narrow strip of land along the banks of the Madeira River on the most fertile soils in the study area. Semideciduous Forests were found on small areas of rocky outcrops with shallow soils and reduced water availability during the dry season. Campinaranas, which range from open savanna physiognomies to closed canopy forests, were found to be a key environment in the lowlands south of the Madeira River on silty hydromorphic soils, where they harbor a peculiar flora tolerant of flooding during the rainy season. Our classification of the main vegetation types in the upper Madeira River illuminates a high degree of floristic and environmental heterogeneity in a highly threatened region. Our results will be useful for designing conservation strategies aimed at protecting the full range of floristic diversity present in the region.
Resumo
Caracterizamos os tipos de vegetação do alto rio Madeira no estado de Rondônia, uma região biodiversa mas com taxas elevadas de perda de habitat. Parâmetros de vegetação e ambientais foram registrados em 37 pontos de observação distribuídos ao longo de um trecho de 160 km do rio Madeira, representando a gama de ambientes da região. A análise das variáveis estruturais e florísticas, bem como dos atributos edáficos associados e a flutuação do lençol freático, permitiram o reconhecimento de cinco principais tipos de vegetação e sete subtipos. A Floresta Ombrófila Aberta foi o tipo de vegetação mais freqüentemente encontrado e ocorreu em solos bem drenados e pobres em nutrientes, enquanto que a Floresta Ombrófila Densa foi raramente registrada. As Florestas Aluviais (várzea) foram encontradas ao longo de uma estreita faixa de terra ao longo das margens do rio Madeira, nos solos mais férteis da área de estudo. As Florestas Semidecíduas foram encontradas em pequenas áreas de afloramentos rochosos com solos pouco profundos e disponibilidade de água reduzida durante a estação seca. As Campinaranas, que variam de fisionomias de savana aberta a floresta de dossel fechado, constituem-se em um ambiente chave nas terras baixas ao sul do rio Madeira, em solos siltosos, hidromórficos, e abrigam uma flora peculiar, tolerante às inundações durante a estação chuvosa. Nossa classificação dos principais tipos de vegetação no alto rio Madeira revela um alto grau de heterogeneidade florística e ambiental em uma região altamente ameaçada. Nossos resultados serão úteis para a elaboação de estratégias de conservação destinadas a proteger toda a gama de diversidade florística presente na região.
Similar content being viewed by others
Literature cited
Abramoff, M. D., P. J. Magalhães & S. J. Ram. 2004. Image processing with Image J. Biophotonics International 11: 36–42.
Adeney, M., N. Christensen, A. Vicentini & M. Cohn-Haft. 2016. White-sand ecosystems in Amazonia. Biotropica 48: 7–23.
ANA. 2014. Hidro Web Sistemas de informações Hidrológicas. Agência Nacinal de Águas (ANA). http://hidroweb.ana.gov.br
Anderson, A. B. 1981. White-sand vegetation of Brazilian Amazonia. Biotropica 13: 199–210.
Bohlman, S. A., W. F. Laurance, S. G. Laurance, H. E. M. Nascimento, P. M. Fearnside & A. Andrade. 2008. Importance of soils, topography and geographic distance in structuring central Amazonian tree communities. Journal of Vegetation Science 19: 863–874.
Braga, P. I. S. 1979. Subdivisão fitogeográfica, tipos de vegetação, conservação e inventário florístico da floresta Amazônica. Acta Amazônica 9: 53–80.
Carleial, S. & N. C. Bigio. 2014. What survived from the PLANAFLORO project: Angiosperms of Rondônia State, Brazil. Check List 10: 33–45.
Carvalho, A. L., B. W. Nelson, M. C. Bianchini, D. Plagnol, T. M. Kuplich & D. C. Daly. 2013. Bamboo-dominated forests of the southwest Amazon: Detection, spatial extent, life cycle length and flowering waves. PLoS ONE 8: e54852.
Castilho, C. V., W. E. Magnusson, R. N. O. Araújo, R. C. C. Luizão, F. J. Luizão, A. P. Lima & N. Higuchi. 2006. Variation in aboveground tree live biomass in a central Amazonian forest: Effects of soil and topography. Forest Ecology and Management 234: 85–96.
Catenacci, F. S. & M. F. Simon. 2017. A checklist of Lecythidaceae in the upper Madeira River, Rondônia, Brazil with comments on diversity and conservation. Brittonia (online). https://doi.org/10.1007/s12228-017-9482-4.
Cochrane, T. T. & T. A. Cochrane. 2006. Diversity of the land resources in the Amazonian State of Rondônia, Brazil. Acta Amazônica 36: 91–101.
Coomes, D. A. & P. J. Grubb. 1996. Amazonian caatinga and related communities at La Esmeralda, Venezuela: Forest struture, physiognomy and floristics, and control soil factors. Vegetatio 122: 167–191.
Cordeiro, C. L., D. F. Rossetti, R. Gribel, H. Tuomisto, H. Zani, C. A. Ferreira & L. Coelho. 2016. Impact of sedimentary processes on white-sand vegetation in an Amazonian megafan. Journal of Tropical Ecology 32: 498–509.
Daly, D. C. & J. D. Mitchell. 2000. Lowland vegetation of tropical South America. Pp. 391–453. In: D. L. Lentz (ed.), An imperfect balance: Landscape transformations in the pre-Columbian Americas. Columbia University Press, New York.
———., M. Silveira, H. Medeiros, W. Castro, & F. A. Obermüller. 2016. The white-sand vegetation of Acre, Brazil. Biotropica, 48: 81–89.
Ducke, A. & G. A. Black. 1954. Notas sobre a fitogeografia da Amazônia brasileira. Boletim Técnico do Instituto Agronômico do Norte 29: 1–62.
Eiten, G. 1992. Natural Brazilian vegetation types and their causes. Anais da Academia Brasileira de Ciências 64: 35–65.
EMBRAPA. 1997. Manual de Métodos de Análise de Solo. Centro Nacional de Pesquisa de Solos - EMBRAPA, Rio de Janeiro, Brazil.
Faria, J. C & C. G. B. Demetrio. 2011. bpca: Biplot of multivariate data based on Principal Components Analysis. ESALQ, USP, Brazil.
Fernandes, L. C. & S. C. P. Guimarães. 2001. Atlas geoambiental de Rondônia. Secretaria de Estado do Desenvolvimento Ambiental, Porto Velho, Brazil.
Ferraz, S. F. D. B., C. A. Vettorazzi, D. M. Theobald & M. V. R. Ballester. 2005. Landscape dynamics of Amazonian deforestation between 1984 and 2002 in central Rondônia, Brazil: Assessment and future scenarios. Forest Ecology Management 204: 69–85.
Gotelli, N. J. & A. M. Ellison. 2012. A primer of ecological statistics. Sinauer Associates, Sunderland, MA.
Griscom, B. W., D. C. Daly & M. S. Ashton. 2007. Floristics of bamboo-dominated stands in lowland terra-firma forests of southwestern Amazonia. Journal of the Torrey Botanical Society 134: 108–125.
Hopkins, M. J. G. 2007. Modelling the known and unknown plant biodiversity of the Amazon basin. Journal of Biogeography 34: 1400–1411.
IBGE. 2012. Manual técnico da vegetação brasileira. Ministério do Planejamento, Orçamento e Gestão. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística IBGE, Rio de Janeiro.
Junk, W. J., M. T. F. Piedade, J. Schöngart, M. Cohn-Haft, J. M. Adeney & F. Wittmann. 2011. A classification of major naturally-occurring Amazonian lowland wetlands. Wetlands 31: 623–640.
Kottek, M., J. Grieser, C. Beck, B. Rudolf & F. Rubel. 2006. World map of the Köppen-Geiger climate classification updated. Meteorologische Zeitschrift 15: 259–263.
Lisboa, P. L. B. 1975. Estudos sobre a vegetação das campinas amazônicas – II, Observações gerais e revisão bibliográfica sobre as campinas amazônicas de areia branca. Acta Amazonica 5: 211–233.
McMichael, C. H., M. W. Palace & M. Golightly. 2014. Bamboo-dominated forests and pre-Columbian earthwork formations in southwestern Amazonia. Journal of Biogeography 41: 1733–1745.
Medeiros, H., W. Castro, C. I. Salimon, I. B. Silva & M. Silveira. 2013. Tree mortality, recruitment and growth in a bamboo dominated forest fragment in southwestern Amazonia, Brazil. Biota Neotropica 13: 29–34.
Milliken, W., D. Zappi, D. Sasaki, M. Hopkins & R. T. Pennington. 2010. Amazon vegetation: How much don’t we know and how much does it matter? Kew Bulletin 65: 691–709.
Moser, P., W. L. Oliveira, M. B. Medeiros, J. R. Pinto, P. V. Eisenlohr, I. L. Lima, G. P. Silva & M. F. Simon. 2014. Tree species distribution along environmental gradients in an area affected by a hydroelectric dam in southern Amazonia. Biotropica 46: 367–376.
Oksanen, J., F. G. Blanchet, R. Kindt, L. Pierre, P. R. Minchin, R. B. O'Hara, G. L. Simpson, P. Solymos, M. H. H. Stevens, & H. Wagner. 2016. vegan: Community Ecology Package. R package version 2.4–0.
Oliveira, A. A. 2000. Inventários quantitativos de árvores em matas de terra firme: Histórico com enfoque na Amazônia brasileira. Acta Amazonica 30: 543–567.
Pennington, R. T., D. A. Prado & C. Pendry. 2000. Neotropical seasonally dry forests and Pleistocene vegetation changes. Journal of Biogeography 27: 261–273.
Pires, J. M. 1973. Tipos de vegetação da Amazônia. Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi 20: 179–202.
——— & G. T. Prance. 1985. The vegetation types of the Brazilian Amazon. Pp. 109–145. In: G. T. Prance & T. E. Lovejoy (ed.), Key environments: Amazonia. Perganon Press, Oxford.
Prance, G. T. 1980. A terminologia dos tipos de florestas amazônicas sujeitas a inundação. Acta Amazonica 10: 495–504.
Py-Daniel, L. R. 2007. Caracterização da área amostrada. Pp. 35–42. In: L. R. Py-Daniel, C. P. Deus, A. L. Henriques, D. M. Pimpão & O. M. Ribeiro (eds.), Biodiversidade do médio Madeira: Bases científicas para propostas de conservação. INPA, Manaus.
R Development Core Team. 2014. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. http://www.R-project.org
RADAMBRASIL. 1978. Levantamento de recursos naturais vol. 16: Folha SC.20 Porto Velho. Ministério de Minas e Energia, Departamento Nacional da Producão Mineral, Rio de Janeiro.
Rodrigues, W. A. 1961. Aspectos fitossociológicos das caatingas do Rio Negro. Boletim do Museu Paraense Emílio Goeldi 15: 1–41.
Sasaki, D., D. C. Zappi, W. Milliken, G. S. Henicka & J. H. Piva. 2010. Vegetação e plantas do Cristalino: Um manual. Royal Botanic Gardens, Kew.
Sayre, R., E. Roca, G. Sedaghatkish, B. Young, S. Keel, R. Roca & S. Sheppard. 2003. Natureza em foco: Avaliação ecológica rápida. Island Press, Washington, DC.
Sneath, P. H. A. & R. R. Sokal. 1973. Numerical taxonomy. W. H. Freeman, San Francisco.
Sobral, M. & M. A. D. Souza. 2017. Myrcia incompleta (Myrtaceae), a new species from Amazonian Brazil. Brittonia (online). https://doi.org/10.1007/s12228-017-9481-5.
———, M. A. D. Souza & B. G. Luize. 2015. Three new northern Brazilian Myrtaceae. Phytotaxa 219: 165–173.
Sousa-Baena, M. S., L. C. Garcia & A. T. Peterson. 2014. Completeness of digital accessible knowledge of the plants of Brazil and priorities for survey and inventory. Diversity and Distributions 20: 369–381.
ter Steege, H., N. C. A. Pitman, O. L. Phillips, J. Chave, D. Sabatier, A. Duque, J. F. Molino, M. F. Prevost, R. Spichiger, H. Castellanos, P. von Hildebrand & R. Vasquez. 2006. Continental-scale patterns of canopy tree composition and function across Amazonia. Nature 443: 444–447.
Zappi, D. C., D. Sasaki, W. Milliken, J. Iva, G. S. Henicka, N. Biggs & S. Frisby. 2011. Plantas vasculares da região do Parque Estadual Cristalino, norte de Mato Grosso, Brasil. Acta Amazonica 41: 29–38.
Acknowledgments
We thank Antônio (“Tonico”) Barreto dos Santos, Flávio Rodrigues, Glocimar Pereira-Silva, Pamela Moser and Washington Oliveira for their help during field work, Bruno Walter for his critical review of an early version of the manuscript, and Aelton Giroldo for support with data analysis. We are indebted to Benjamin Torke and Douglas Daly for their valuable suggestions on the paper. This research is part of first author’s masters dissertation in the Department of Botany at the University of Brasília. The research was supported by a scholarship from CAPES (Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior). This study is part of the project “Programa de Conservação da Flora na UHE Jirau” funded by Energia Sustentável do Brasil-ESBR.
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding author
Appendices
Appendix 1
Appendix 2
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Perigolo, N.A., de Medeiros, M.B. & Simon, M.F. Vegetation types of the upper Madeira River in Rondônia, Brazil. Brittonia 69, 423–446 (2017). https://doi.org/10.1007/s12228-017-9505-1
Published:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/s12228-017-9505-1