Clima, Solo e Vegetação

Determinantes abióticos da diversidade e biogeografia

Ecologia 2 — UFPE · Departamento de Botânica

maio de 2026

Clima como Determinante da Biodiversidade

Variáveis atmosféricas e padrões de diversidade

Por que começar pelo clima?

O clima é o filtro primário que determina quais organismos podem existir em um dado lugar — antes do solo, antes das interações bióticas.

Clima define:

  • Limites fisiológicos das espécies
  • Produtividade primária líquida
  • Fenologia
  • Regimes de distúrbio (seca, fogo, geada)

Hierarquia de filtros ecológicos:

  CLIMA
    │ filtra
  SOLO ◄──── formado em parte pelo clima
    │ filtra
  VEGETAÇÃO ◄── estrutura o microclima
    │ filtra
  COMUNIDADE LOCAL

Energia, Água e o Triângulo da Diversidade

A hipótese Energia-Água unifica dois motores clássicos da diversidade:

Premissas:

  • Energia solar → limita a produtividade e a diversidade funcional
  • Água → limita o número de estratégias de uso de recursos
  • A diversidade é máxima quando ambos são elevados
  • Déficit de qualquer um cria filtros fisiológicos severos

Sazonalidade Climática e Diversidade Alpha

A estabilidade do clima ao longo do ano importa tanto quanto os valores médios:

Alta sazonalidade → alfa menor por filtro temporal; beta maior entre estações; comunidades dominadas por espécies tolerantes ao estresse.

Mudanças climáticas e distribuições de dspécies

Projeções para biomas brasileiros (IPCC AR6, cenário SSP3-7.0):

Solo como Filtro Ecológico

Solo, endemismo e beta-diversidade

Solo: Muito Além de “Substrato”

O solo é um ecossistema vivo que filtra, armazena e transforma .

Propriedades edáficas que filtram a flora:

Propriedade Efeito na comunidade
pH Define disponibilidade de nutrientes; filtra calcícolas vs. acidófilas
Textura (argila/areia) Capacidade de retenção hídrica → disponibilidade de água
Teor de Al³⁺ Toxicidade — elimina espécies não adaptadas
Saturação por bases Separa solos eutróficos (ricos) de distróficos (pobres)
Profundidade efetiva Limita enraizamento; determina capacidade de suporte
Matéria orgânica Diversidade microbiana e ciclagem de nutrientes

Gradientes Edáficos e Beta-Diversidade no Cerrado

O Cerrado é o bioma onde a relação solo × vegetação × diversidade é mais evidente no Brasil:

fonte: Embrapa

Dica

Beta-diversidade edáfica: a transição de campo limpo distrófico para mata de galeria eutrófica gera alta β via turnover — comunidades co-ocorrem no espaço, mas são edaficamente segregadas.

Solos Especiais e Endemismo

Alguns tipos de solo criam “ilhas pedológicas” com flora altamente endêmica:

Solo, Alfa e Beta

Interpretação: Solos muito pobres e muito ricos tendem a reduzir α (filtros fortes); a relação “corcova” da fertilidade vs. riqueza é clássica. Porém, solos heterogêneos elevam β — mais tipos de solo = mais tipos de comunidade.

Formação do Solo, Clima e Vegetação: O Triângulo Pedológico

Retroalimentações:

  • Plantas acidificam o solo via exsudatos de ácidos orgânicos
  • Vegetação densa aumenta matéria orgânica → muda textura e CTC
  • Solo define qual vegetação se estabelece → vegetação altera o solo
  • Clima controla as taxas de intemperismo e acúmulo de M.O.

Nota

Em escalas de tempo geológicas, o clima “cria” o solo por meio do intemperismo. Em escalas ecológicas, a vegetação e o solo interagem continuamente.

Vegetação, Estrutura e Nichos

Estratificação, fitofisionomias e diversidade

Vegetação como Criadora de Diversidade

A vegetação não é apenas resposta aos fatores abióticos — ela é também causa de diversidade, ao criar estrutura, microclimas e recursos.

  1. Estratificação vertical

  2. Heterogeneidade horizontal

  3. Arquitetura de plantas individuais

  4. Engenharia ecossistêmica

  5. Provisão de recursos

Estratificação e Números de Hill

Como a complexidade estrutural da vegetação muda o perfil de diversidade?

Nota

A inclinação da curva de Hill (de q=0 para q=2) indica quanto a equitabilidade contribui para a diversidade. Florestas estratificadas têm curvas mais planas — maior diversidade efetiva.

Ecótonos: Zonas de alta Beta-Diversidade

Por que ecótonos são biodiversos?

  • Contêm espécies de ambos os biomas adjacentes
  • Possuem espécies especialistas de borda (dependentes da transição)
  • Alta heterogeneidade microambiental em curta distância
  • Alta beta-diversidade mesmo em escalas locais

Regiões Biogeográficas do Brasil

Relevância para diversidade:

A alta β-diversidade entre províncias brasileiras reflete história biogeográfica distinta:

  • Amazônia e Mata Atlântica foram conectadas por corredores florestais no Pleistoceno → espécies irmãs vicariantes
  • Caatinga e Cerrado compartilham flora de origem comum → algumas espécies generalistas
  • Pampa tem afinidades com a Argentina → limites impostos pela biogeografia sul-americana

Dispersão, Filtragem e Montagem de Comunidades

  • Alta limitação de dispersão → β alta mesmo sem gradiente ambiental (deriva)
  • Alta filtragem ambiental → β alta correlacionada com gradientes climáticos/edáficos
  • Alta filtragem biótica → α regulada pelas interações → comunidades saturadas

Dica

A partição da β-diversidade em turnover vs. aninhamento ajuda a inferir qual processo domina a montagem de comunidades em cada sistema.

Gradientes de Diversidade e Biogeografia: Síntese

Integrando Métricas de Diversidade

Alfa, Beta, Hill e Nicho Climático em Gradientes Ambientais

Diversidade Alfa ao Longo de Gradientes Climáticos

Como α varia ao longo dos principais gradientes do Brasil?

Padrão geral: Diversidade alfa segue relação unimodal (corcova) com a maioria dos gradientes ambientais — máximo em condições intermediárias ou úmido-quentes.

Beta-Diversidade ao Longo de Gradientes de Solo

Quanto da variação composicional em plantas é explicada pelo solo vs. pelo clima?

Dica

Em escala local (< 10 km): o solo tende a ser o principal preditor de β-diversidade em plantas. Em escala regional (> 100 km): o clima se torna dominante.

Aplicação: Modelagem da Caatinga e Mudanças Climáticas

Integrando Clima, Solo, Vegetação e Métricas

O framework completo da aula:



Clima cria o palco.

Solo escreve as regras.

Vegetação joga o jogo.