Effect of temporal variation in precipitation on the demography of four herbaceous populations in a tropical dry forest area in Northeastern Brazil

Kleber Andrade Da Silva,Elba Maria Nogueira Ferraz,Josiene Maria Falcão Fraga Dos Santos,Elcida De Lima Araújo,Clarissa Gomes Reis Lopes,Ulysses Paulino De Albuquerque,Juliana Ramos De Andrade

doi:10.15517/rbt.v63i4.16538

Abstract

En los bosques tropicales secos, la dinámica de las poblaciones herbáceas están fuertemente influenciadas por la variación estacional y anual de la precipitación total. Por otra parte, los acontecimientos presentes y pasados de anomalía climática (por ejemplo, años de sequía y lluvia errática antes de la temporada de crecimiento) pueden causar reducciones drásticas de tamaño de la población, lo que lleva a la desaparición temporal de algunas especies. Por lo tanto, este estudio tiene como objetivo evaluar, durante três años, la dinámica de Delilia biflora (Asteraceae), Commelina obliqua (Commelinaceae), Phaseolus peduncularis (Fabaceae) y Euphorbia heterophylla (Euphorbiaceae). El estudio se realizó en una zona de bosque seco tropical conocida como Caatinga, situado en la estación experimental del Instituto Agronómico de Pernambuco (IPA), en Caruaru, Pernambuco, Brasil. La Caatinga tiene un clima semiárido y fuerte variación estacional y anual de la precipitación total. Durante este estudio, hubo un evento de anomalía climática llamado la sequía de 2006 y la lluvia errática en la estación seca. El nacimiento, la muerte y la supervivencia fueron monitoreados mensualmente en 105 parcelas de 1 × 1 m. Las diferencias en densidad entre años y estaciones se evaluaron mediante la prueba de Kruskal-Wallis. El poder explicativo de la precipitación del presente y del pasado sobre la densidad se evaluó utilizando el Modelo Lineal Generalizado. En este estudio, fue el primer registro de Euphorbia heterophylla en el área de estudio. Las poblaciones estudiadas fueron mayores en los años más húmedos y durante la temporada de lluvias, y se redujeron drásticamente en el año más seco y en las estaciones secas. Commelina obliqua fue la menos sensible a la variación de la precipitación total. Con respecto a la densidad, las cuatro especies estuvieron presentes durante los tres años. Las tasas de natalidad fueron mayores durante la temporada de lluvias y las tasas de mortalidad fueron mayores en la estación seca. Lluvias esporádicas en la estación seca causado pronunciado reclutamiento de plántulas seguida de muerte y tuvo un fuerte impacto en la dinámica de D. biflora, E. heterophylla y P. peduncularis. La precipitación del año en curso explica entre el 3 % y 18 % de la variación interanual de la densidad y el poder explicativo de la precipitación del año anterior en la densidad de las poblaciones varió de 32 % a 67 %. Por lo tanto, los fenómenos climáticos del pasado también tienen una consecuencia significativa para las cuatro poblaciones. En conclusión, la drástica reducción de la precipitación total entre años podría ser un parámetro predictivo para el tamaño de la población de plantas herbáceas (en el momento presente y futuro) en una área de bosque tropical seco en el Noreste brasileño.

Highlights

Within a year, the herbs that occur in dry tropical forests form larger populations during the period known as the growth season, because temperature and moisture conditions are favorable for the recruitment, establishment and survival of seedlings
The impact of total rainfall variations on herbaceous populations of Caatinga has been the focus of a number of studies (Andrade et al, 2007; Lima et al, 2007; Santos et al, 2007; Silva et al, 2008), the findings of which indicate that the herbs are sensitive to climate variations in terms of both phenological behavior of the plants and population dynamics
Based on the premise that the seasonal and annual variations in total rainfall may model the size of herb populations of dry tropical forests worldwide, the hypothesis of this study is that the reduction in herbaceous populations that occur in the Caatinga is related to the reduction in total rainfall and the present and past events of climatic anomalies can reduce herbaceous populations size

Summary

Introduction

Within a year, the herbs that occur in dry tropical forests form larger populations during the period known as the growth season, because temperature and moisture conditions are favorable for the recruitment, establishment and survival of seedlings. There may be a reduction in seeds production during that season (Salo, 2004; Silva et al, 2008; Villalobos, Poorter, & Martínez-Ramos, 2013), which may compromise the size of populations in the subsequent year. An example of such reduction is observed in an annual grass, Bromus madritensis subsp. Whereas this study was conducted during an event of climatic anomalies (i.e. the 2006 drought and erratic rain in dry season), we questioned whether this event had consequences over the demography even of the herb species adapted to the drought environment the Caatinga

Objectives

Methods

Results

Conclusion