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A Phytogeographical Metaanalysis of the Semiarid Caatinga Domain in Brazil

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Abstract

Seasonally Dry Tropical Plant Formations (SDTFs) are among the most threatened biomes worldwide. Nevertheless, they have received less scientific attention than rainforests or savannas. One such SDTF, the Caatinga Phytogeographic Domain (CPD), is the largest semiarid tropical ecoregion in South America. Earlier floristic studies of the Caatinga flora discerned two floristic groups in the CPD, in terrains of crystalline and sedimentary origin respectively. We compiled and analysed the most comprehensive dataset on CPD plant distributions to produce a general biogeographical synthesis for Caatinga, including inselbergs, riverine forests and ecotonal areas. Not only are crystalline and sedimentary caatingas clearly distinct, but inselbergs collectively form a third floristic group in the CPD. Non-woody plants, omitted from many studies, are a major component of Caatinga diversity, comprising more than 60 % of species in some local communities. Raunkiaerian life-form spectra of Caatinga sites show that Caatinga vegetation differs in life-form spectra from those of major world biomes, supporting recognition of SDTFs as a discrete world biome.

Resumo

Formações Tropicais Sazonalmente Secas (SDTFs) estão entre os biomas mais ameaçados do planeta e, ainda assim, recebem menos atenção científica que florestas úmidas e savanas. O Domínio Fitogeográfico da Caatinga (CPD) é a maior ecorregião semiárida tropical da América do Sul. É uma região de grande heterogeneidade e estudos fitogeográficos mostraram que a flora presente nas superfícies sedimentares é diferente daquela presente na Depressão Sertaneja. Nós compilamos e analisamos um banco de dados de ocorrência de plantas no CPD e produzimos uma síntese fitogeográfica para a Caatinga, analisando as afinidades florísticas entre seus ecossistemas, incluindo inselbergs, florestas ripárias e áreas ecotonais. Nós mostramos que as floras das superfícies cristalinas, sedimentares e de inselbergs formaram grupos distintos. Além disso, plantas herbáceas, muitas vezes ignoradas em levantamentos florísticos, corresponderam a uma grande proporção da biodiversidade vegetal do CPD, correspondendo a mais de 60 % das espécies de algumas áreas. Os espectros de formas de vida de Raunkiaer no DFC também diferem dos espectros dos grandes biomas do mundo, sugerindo que as SDTF podem ser reconhecidas como um bioma particular.

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Acknowledgments

This article was the outcome of the doctoral thesis of the first author combined with additional data collated during his post-doctoral research. We thank the São Paulo Research Foundation (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) for the doctoral funds (FAPESP 2009/14266-7) and the international interchange grant (FAPESP 2011/22498-5) awarded to the first author during his doctoral studies as well as the post-doctoral grant awarded to him (FAPESP 2013/15280-9), which enabled further improvements to the database and manuscript before publication. We are grateful to Antônio Sérgio F. Castro and Marcelo O. Teles de Menezes for helping us with the classification of Raunkiaerian life-forms of some species; to Antônio Sérgio F. Castro, Marcelo O. Teles de Menezes, Domingos Cardoso and Luciano Paganucci de Queiroz for allowing us to use some of their photos and to Mariana Bezerra Macedo for preparing the photographic plates for this paper.

Author information

Authors and Affiliations

  1. Departamento de Biologia Vegetal, University of Campinas — Universidade Estadual de Campinas, UNICAMP, Bloco M, CEP 13.083-970, Campinas, São Paulo, Brazil

    Marcelo Freire Moro & Fernando Roberto Martins

  2. Royal Botanic Gardens, Kew, Richmond, Surrey, TW9 3AB, UK

    Eimear Nic Lughadha

  3. Departamento de Biologia, Centro de Ciências, Federal University of Ceará — Universidade Federal do Ceará, UFC, Campus do Pici, Bloco 906, CEP 60455-760, Fortaleza, CE, Brazil

    Francisca Soares de Araújo

Authors
  1. Marcelo Freire Moro
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  2. Eimear Nic Lughadha
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  3. Francisca Soares de Araújo
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  4. Fernando Roberto Martins
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Corresponding author

Correspondence to Marcelo Freire Moro.

Appendices

Appendix 1

Table 6 List of references used in the biogeographical analysis
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Appendix 2

Table 7 Table with the life-form spectra used in the comparison of the Caatinga and main world biomes (as compiled by Batalha & Martins, 2002)
Full size table

Appendix 3

Appendix 3 is composed by the raw database and matrices upon which we built our analyses, as well as other supporting files, including appendices 1 and 2 in text format. You can download these digital files at: http://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.1497939. 

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Moro, M.F., Nic Lughadha, E., de Araújo, F.S. et al. A Phytogeographical Metaanalysis of the Semiarid Caatinga Domain in Brazil. Bot. Rev. 82, 91–148 (2016). https://doi.org/10.1007/s12229-016-9164-z

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