Open-access Exotic tree Artocarpus heterophyllus (Moraceae) invades the Brazilian Atlantic Rainforest

Árvore exótica Artocarpus heterophyllus (Moraceae) invade a Mata Atlântica brasileira

Abstract

Artocarpus heterophyllus Lam. (jackfruit) was man made introduced in Tijuca National Park (TNP) in the mid- 1800s. Native from Southeast Asia, nowadays densely colonizes the TNP. Here we analyze some jackfruit population parameters that probably allowed the local colonization followed by successful invasion of the new habitat. Based on 20 sampleplots, randomlyplaced inside 5 sitescolonizedby jackfruit, we described subpopulations hierarchical size diameter structures. Gini’s coefficient values turned around 0.64 and Lorenz’s asymmetry coefficient around 1.03, indicating that size hierarchies were very similar between sites. The five sites were also compared and do not differ based on jackfruit basal area, number of species, Shannon’s index and canopy openness. Jackfruit may, therefore, be considered invasive in all these sites and the low tree diversity values (H’ overall mean 0.74) also indicates that this exotic species locally excludes native ones.

Keywords: jackfruit; invasive species; biological invasion; population structure; Tijuca National Park; Brazil

Resumo

Artocarpus heterophyllus Lam. (Jaqueira) foi introduzida pelo homem no Parque Nacional da Tijuca (PNT), em meados do século XVIII. Nativa do sudeste da Ásia, esta espécie exótica hoje coloniza densamente o PNT. Neste estudo analisamos alguns parâmetros populacionais da jaqueira que provavelmente permitiram a colonização local e conseqüentemente a invasão bem sucedida deste novo habitat. A partir da amostragem de 20 parcelas alocadas aleatoriamente em cinco sítios colonizados por jaqueiras, descrevemos as estruturas de diâmetro das subpopulações. Os coeficientes de Gini oscilaram em torno 0,64 e os de Lorenz 1,03, indicando hierarquia de tamanhos semelhante entre as amostras. Os cinco sítios também foram comparados e não diferiram quanto à área basal de jaqueiras, riqueza total de espécies, índice de diversidade de Shannon e abertura do dossel. A jaqueira pode, portanto, ser considerada invasora em todos estes sítios e os baixos valores de diversidade de árvores (H’ em torno de 0,74) também podem indicar que esta espécie exótica exclui localmente as espécies nativas.

Palavras-chave: jaqueiras; espécies invasoras; invasão biológica; estrutura de populações; Parque Nacional da Tijuca; Brasil

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References

  • Abreu, R.C.R. de & Rodrigues, P.J.F.P. 2005. Estrutura de populações de jaqueiras, subsídios para manejo e conservação da Mata Atlântica. In: I Simpósio Brasileiro Sobre Espécies Exóticas Invasoras. Categoria 1: trabalhos científicos completos. Brasília. 14p.
  • Ayyappan, N. & Parthasarathy, N. 1999. Biodiversity inventory of trees in a large-scale permanent plot of tropical evergreen forest at Varagaliar, Anamalais, Western Ghats, India. Biodiversity and Conservation 8: 1533-1554.
  • Atala, F.; Bandeira, C.M.; Martins, H.F.; Coimbra-Filho, A.F.; Chaves, C.M.; Tâmara, R.; Carauta, J.P.P.; Silveira, E.K.P. & Vianna, M.C. 1966. Floresta da Tijuca. Centro de Conservação da Natureza, Rio de Janeiro. 152p.
  • Azevedo, D.A.; Moreira, L.O. & Siqueira, D.S. 1999. Composition of extractable organic matter in aerosols from urban areas of Rio de Janeiro city, Brazil. Atmospheric Environment 33: 4987-5001.
  • Bagchi, S. 2007. Relationship between size hierarchy and density of trees in a tropical dry deciduous forest of western India. Journal of Vegetation Science 18: 389-394.
  • Bandeira, C.M. 1993. Parque Nacional da Tijuca. Markom Books, São Paulo. 170p.
  • Bhuyan, P.; Khan, M.L. & Tripathi, R.S. 2003. Tree diversity and population structure in disturbed and human-impacted stands of tropical wet evergreen forest in Arunachal Pradesh, Eastern Himalayas, India. Biodiversity & Conservation 12:1753-1773.
  • Bruna, E. M. & W. J. Kress 2002. Habitat fragmentation and the demographic structure of an Amazonian understory herb (Heliconia acuminata). Conservation Biology 16: 1256-1266.
  • Carauta, J.P.P. & Diaz, B.E. 2002. Figueiras no Brasil. Ed. UFRJ, Rio de Janeiro, RJ. 211p.
  • Cassey, P.; Blackburn, T.M.; Duncan, R.P. & Chown, S.L. 2005. Concerning invasive species: reply to Brown & Sax. Austral Ecology 30: 475-480.
  • Chaves, C.M.; Martins, H.F.; Carauta, J.P.P.; Lanna-Sobrinho, J.P.; Vianna, M.C.; Silva, S.A.F. 1967. Arboreto carioca 3. Centro de Conservação da Natureza, Rio de Janeiro. 28p.
  • Chittibabu, C.V. & Parthasarathy, N. 2000. Attenuated tree species diversity in human-impacted tropical evergreen forest sites at Kolli hills, Eastern Ghats, India. Biodiversity & Conservation 9: 1493-1519.
  • Coelho-Netto, A.L.; Avelar, A.S.; Fernandes, M.C. & Lacerda, W.A. 2007. Landslide susceptibility in a mountainous geoecosystem, Tijuca Massif, Rio de Janeiro: the role of morphometric subdivision of the terrain. Geomorphology 87: 120-131.
  • Conti, V.M.; Iwamoto S.; Hidalgo, Almeida, T.M.H. & Pereira, T.S. 2008. Revisão dos limites do Jardim Botânico do Rio de Janeiro, Brasil. Rodriguésia 59: 603-607.
  • Crane, J.H.; Balerdi, C.F. & Campbell, R.J. 2002. The Jackfruit (Artocarpus heterophyllus Lam.) in Florida. University of Florida IFAS Extension. Fact Sheet HS-882.
  • Crawley, M.J. 1997. Plant ecology. 2nd ed. Blackwell Science, Cambridge. 496p.
  • Cronk, Q.C.B. & Fuller, J.L. 1995. Plant invaders. Chapman & Hall, London. 241p.
  • Cunha, A.A.; Vieira, M.V. & Grelle, C.E.V. 2006. Preliminary observations on habitat, support use and diet in two non-native primates in an urban Atlantic forest fragment: The capuchin monkey (Cebus sp.) and the common marmoset (Callithrix jacchus) in the Tijuca forest, Rio de Janeiro. Urban Ecosystems 9: 351-359.
  • Damgaard, C. & Weiner, J. 2000. Describing inequality in plant size of fecundity. Ecology 81:1139-1142.
  • Davis, M.A.; Grime, J.P. & Thompson, K. 2000. Fluctuating resources in plant communities: a general theory of invisibility. Journal of Ecology 88:528-534.
  • Dawson, W., Burslein, D.F.R.P. & Hulme, P.E. 2009. Factors explaining alien plant invasion success in a tropical ecosystem differ at each stage of invasion. Journal of Ecology 97: 657-665.
  • Dean, W. 2002. A ferro e fogo: a história e a devastação da Mata Atlântica brasileira. Cia. das Letras, São Paulo. 484p.
  • Dixon, P.M.; Weiner, J.; Mitchell-Olds, T. & Woodley, R. 1987. Bootstrapping the Gini coefficient of inequality. Ecology 68:1548-1551.
  • Edward, E. & Munishi, P. K. T. (2009). Relative roles of disturbance and propagule pressure on the invasion of humid tropical forest by Cordia alliodora (Boraginaceae) in Tanzania. Biotropica 41: 171-178.
  • Ferrão, J.E.M. 1993. A aventura das plantas e os descobrimentos portugueses. 2ª ed. Instituto de Investigação Científica Tropical, Lisboa. 241p.
  • Fine, P.V.A. 2002. The invasibility of tropical forests by exotic plants. Journal of Tropical Ecology 18: 687-705.
  • Guedes-Bruni, R.R.; Pessoa, S.V.A. & Kurtz, B.C. 1997. Florística e estrutura do componente arbustivo-arbóreo de um trecho preservado de floresta montana na Reserva Ecológica de Macaé de Cima. In: Lima, H.C. & Guedes-Bruni, R.R. (eds.). Serra de Macaé de Cima: Diversidade Florística e Conservação em Mata Atlântica. Rio de Janeiro. Pp. 127-145.
  • Heger, T. & Trepl, L. 2003. Predicting biological invasions. Biological Invasions 5: 313-321.
  • Hutchings, M.J. 1986. The structure of plant populations. In: M.J. Crawley (Eds.), Plant Ecology (pp 97-136). Blackwell, Oxford.
  • IBAMA. 2004. Proposta de ampliação e correção de limites do Parque Nacional da Tijuca. Gestão compartilhada IBAMA e Prefeitura da Cidade do Rio de Janeiro.
  • IBGE 2006. Contagem da população. In: População. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Avaiable in <http://www.ibge.gov.br/home/estatistica/populacao/contagem2007/RJ.pdf>. Accessed 15 Aug 2007.
    » http://www.ibge.gov.br/home/estatistica/populacao/contagem2007/RJ.pdf
  • Jakobs, G.; Weber, E. & Edwards, P.J. 2004. Introduced plants of the invasive Solidago gigantean (Asteraceae) are larger and grow denser than conspecifics in the native range. Diversity & Distributions 10: 11-19.
  • Khan, M.L. 2004. Effects of seed mass on seedling success in Artocarpus heterophyllus Lam., a tropical tree species of north-east India. Acta Oecologica 25: 103-110.
  • Keane, R.M. & Crawley, M.J. 2002. Exotic plant invasions and the enemy release hypothesis. Trends in Ecology & Evolution 17: 164-170.
  • Korine, C.; Kalko, E.K.V. & Herre, E.A. 2000. Fruit characteristics and factors affecting fruit removal in a Panamanian community of strangler figs. Oecologia 123: 560-568.
  • Kourtev, P.S.; Huang, W.Z. & Ehrenfeld, J.G. 1999. Differences in earthworm densities and nitrogen dynamics in soils under exotic and native plant species. Biological Invasions 1: 237-245.
  • Krebs, C.J. 1989. Ecological methodology. Harper & Row, New York.
  • Marques, M.C.M. & Joly, C.A. 2000. Estrutura e dinâmica de uma população de Calophyllum brasiliense Camb. em floresta higrófila do sudeste do Brasil. Revista Brasileira de Botânica 23: 107-112.
  • Mattos, C.C.L.V.; Mattos, M.D.L.V. & Laroche, R.C. 1970. Aspectos do clima e da flora do Parque Nacional da Tijuca. Brasil Florestal: 5-12.
  • McCune, B. & Mefford, M. J. 1999. PC-ORD. Multivariate Analysis of Ecological Data. Version 5.19 beta MjM Software, Gleneden Beach.
  • McKinney, M.L. & Lockwood, J.L. 1999. Biotic homogenization: a few winners replacing many losers in the next mass extinction. Trends in Ecology & Evolution 14: 450-453.
  • Moreno, M.R.; Nascimento, M.T. & Kurtz, B.C. 2003. Estrutura e composição florística do estrato arbóreo em duas zonas altitudinais na Mata Atlântica de encosta da região do Imbé, RJ. Acta Botanica Brasilica 17: 371-386.
  • Müeller-Dumbois, D. & Ellenberg, H. 1974. Aims and methods of vegetation ecology. John Wiley & Sons, New York. 570p.
  • Oliveira, R.R. 2007. “Terras cançadas e mattas estragadas”: uma pequena história ambiental das chuvas e florestas do Rio de Janeiro. In: Gari, V.R.; Schlee, M.B.; Andrade, R. & Dias, M.A. (orgs.). Águas urbanas: a regeneração ambiental como campo disciplinar integrado. Vol. 1. FAPERJ/PROARQ-FAUUFRJ/Minister Ed., Rio de Janeiro. Pp. 57-77.
  • Oliveira, R.R.; Zaú, A.S.; Lima, D.F.; Vianna, M.C.; Socré, D.O. & Sampaio, P.D. 2005. Significado ecológico da orientação de encostas no maciço da Tijuca, Rio de Janeiro. Oecologia Brasiliensis 1: 523-541.
  • Parthasarathy, N. 1999. Tree diversity and distribution in undisturbed and human-impacted sites of tropical wet evergreen forest in southern Western Ghats, India. Biodiversity and Conservation 8: 1365-1381.
  • Pereira, T.S. 1998. Ecologia de Miconia cinnamomifolia (DC.) Naudim, Jacatirão na sucessão secundária da mata atlântica. Tese de doutorado. Universidade de São Paulo, São Paulo. 149p.
  • Pessoa, S.V.A.; Guedes-Bruni, R.R. & Kurtz, B.C. 1997. Composição florística e estrutura do componente arbustivo-arbóreo de um trecho secundário de floresta montana na Reserva Ecológica de Macaé de Cima. In: Lima, H.C. & Guedes-Bruni, R.R. (eds.). Serra de Macaé de Cima: diversidade florística e conservação em Mata Atlântica. Rio de Janeiro. Pp 147-167.
  • Pimentel, D.; McNair, S.; Janecka, J.; Wightman, J.; Simmonds, C.; O’Connel, C.; Wong, E.; Russel, L.; Zern, J.; Aquino, T. & Tsomondo, T. 2001. Economic and environmental threats of alien plant, and microbe invasions. Agricultural Ecosystems & Environment 84: 1-20.
  • Pivello, V.R.; Shida, C.N. & Meirelles, S.T. 1999. Alien grasses in Brazilian savannas: a threat to the biodiversity. Biodiversity & Conservation 8: 1281-1294.
  • Regent 2003. WinSCANOPY for hemispherical image analysis - Manual. Regent Instruments Inc. Pp 104.
  • Richardson, D.M.; Pysek, P.; Rejmánek, M.; Barbour, M.G.; Panetta, F.D. & West, C.J. 2000. Naturalization and invasion of alien plants: concepts and definitions. Diversity & Distributions 6: 93-107.
  • Rodrigues, P.J.F.P. 2004. A vegetação da Reserva Biológica União e os efeitos de borda na Mata Atlântica. Tese de Doutorado. Universidade Estadual do Norte Fluminense, Campos dos Goytacazes.
  • Rodrigues, P.J.F.P.; Abreu, R.C.R.; Barcellos, E.M.B.; Lima, H.C. & Scarano, F.R. 2009. Population structure and one-year dynamics of the endangered tropical tree species Caesalpinia echinata Lam. (Brazilian red-wood): the potential importance of small fragments for conservation. Rodriguésia 60: 211-220.
  • Romo, M.C. 1996. Seasonal variation in fruit consumption and seed dispersal by canopy bats (Artibeus spp.) in a lowland forest in Peru. Vida Silvestre Neotropical 5: 110-119.
  • Rouvinen, S. & Kuuluvainen, T. 2005. Tree diameter distributions in natural and managed old Pinus sylvestris-dominated forests. Forest Ecology and Management 208: 45-61.
  • Sadras, V. & Bongiovanni, R. 2004. Use Lorenz Curves and Gini coefficients to asses yield inequality within paddocks. Field Crop Research 90: 303-310.
  • Santos, F.A.M. 1996. Wingini: programa para cálculo do coeficiente de Gini. Versão 1.0. Departamento de Botânica, Universidade Estadual de Campinas, Campinas.
  • Sarukhán, J. 1980. Demography problems in tropical systems. In: Solbrig, O. T. (ed.). Demography and evolution in plant populations. Blackwell, Oxford. Pp. 161-188.
  • Sax, D.F. & Brown, J.H. 2000. The Paradox of invasion. Global Ecology & Biogeography 9: 363-372.
  • Scariot, A. 2001. Weedy and secondary palm species in central Amazonian forest fragments. Acta Botanica Brasilica 15: 271-280.
  • Silva, G.C. & Nascimento, M.T. 2001. Fitossociologia de um remanescente de mata sobre tabuleiros no norte do estado do Rio de Janeiro (Mata do Carvão). Revista Brasileira de Botânica 24: 51-62.
  • Simberloff, D. 2003. Confronting introduced species: a form of xenophobia? Biological Invasions 5:179-192.
  • Sodhi, N.S.; Peh, K.S-H.; Lee, T.M.; Turner, I.M.; Tan, H.T.W.; Prawiradilaga, D.M. & Darjono 2003. Artificial nest and seed predation experiments on tropical Southeast Asian islands. Biodiversity & Conservation 12: 2415-2433.
  • Solbrig, O.T. & Solbrig, D.J. 1984. Size inequalities and fitness in plant populations. In: Dawkins, R. & Ridley, M. (eds.). Oxford surveys in evolutionary biology. Vol. 1. Oxford University Press, Oxford. Pp. 141-159.
  • Souza, A.F. & Martins, F.R. 2002. Spatial distribution of an undergrowth palm in fragments of the Brazilian Atlantic Forest. Plant Ecology 164: 141-155.
  • Stohlgren, T.J.; Otsuki, Y.; Villa, C.A.; Lee, M. & Belnap, J. 2001. Patterns of plant invasions: a case example in native species hotspots and rare habitats. Biological Invasions 3: 37-50.
  • Stohlgren, T.J.; Binkley, D.; Chong, G.W.; Kalkhan, M.A.; Schell, L.D.; Bull, K.A.; Otsuki, Y.; Newman, G.; Bashkin, M. & Son, Y. 1999. Exotic plant invade hot spots of native plant diversity. Ecological Monographs 69: 25-46.
  • Weiner, J. & Solbrig, O.T. 1984. The meaning and measurement of size hierarchies in plant populations. Oecologia 61: 334-336.
  • Weiner, J. 1985. Size hierarchies in experimental populations of annual plants. Ecology 66: 743-752.
  • Weiner, J. 1986. How competition for light and nutrients affects size variability in Ipomea tricolor populations. Ecology 67: 1425-1427.
  • Wendeln, M.C.; Runkle, J.R. & Kalko, E.K.V. 2000. Nutritional values of 14 fig species and bat feeding preferences in Panama. Biotropica 32:489-501.
  • White, J. 1980. Demographic factors in populations of plants. In: Solbrig, O.T. (ed.). Demography and evolution in plant populations. Blackwell Science Publications, Oxford. Pp. 21-48.
  • Williamson, M. 1996. Biological invasions. Chapman & Hall. 244p.
  • Zavaleta, E.S.; Hobbs, R.J. & Mooney, H.A. 2001. Viewing invasive species removal in a whole- ecosystem context. Trends in Ecology and Evolution 16: 454-459.

Publication Dates

  • Publication in this collection
    Oct-Dec 2010

History

  • Received
    07 Oct 2009
  • Accepted
    17 July 2010
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