Estudos sobre a fenologia e anatomia do lenho de árvores de espécies tropicais revelam um desenvolvimento e crescimento cíclicos, relacionados com as condições climáticas (temperatura e precipitação) e de sítio (competição, luz, armazenamento de água no solo, etc.). A sensibilidade a estes fatores resulta, para as árvores de algumas espécies, na sazonalidade da atividade cambial e na formação de anéis de crescimento anuais. Essa característica possibilita a determinação da idade, da taxa de crescimento em diâmetro do tronco e da reconstrução de eventos climáticos, bem como na aplicação de técnicas de manejo florestal sustentável. No presente trabalho, foram aplicadas as técnicas de dendrocronologia, em árvores de mogno, de duas populações na floresta tropical Amazônica do Peru, visando a (i) caracterização da estrutura macro e microscópica do lenho e dos anéis de crescimento, (ii) comprovação da anualidade da formação dos anéis de crescimento e determinação da idade das árvores, (iii) avaliação da biodeterioração do lenho das árvores, (iv) aplicação da densitometria de raios X no estudo do lenho e dos anéis de crescimento e (v) aplicação dos anéis de crescimento em dendroclimatologia e dendroecologia. Foram selecionadas 20 árvores de mogno em duas populações localizadas no Departamento de Madre de Dios, Peru e extraídas amostras radiais do seu lenho, com sonda de Pressler. Injúrias no tronco de árvores de mogno foram realizadas em outubro/2006 e analisadas as cicatrizes no lenho em outubro/2007, relacionando-as com a formação dos anéis de crescimento. Foi caracterizada a estrutura anatômica do lenho e dos anéis de crescimento, determinando-se o seu número, largura e aplicadas técnicas de dendrocronologia. Os anéis de crescimento foram sincronizados, utilizando os programas COFECHA, ARSTAN e RESPO, determinando-se a relação da sua largura com as variáveis climáticas e a idade das árvores. A podridão interna do lenho das árvores foi avaliada determinando-se o diâmetro do oco interno do lenho do tronco. A variação radial da densidade aparente do lenho foi determinada pela densitometria de raios X. Anéis de crescimento delimitados pelo parênquima axial marginal são comprovadamente anuais e possibilitaram a determinação da idade das árvores de mogno (80-122 anos) e a construção de cronologias. A variável climática determinante para o maior crescimento em diâmetro do tronco das árvores foi a precipitação dos meses prévios, do início e do final da estação chuvosa (junho-agosto, dezembro e março) indicando o seu potencial para as reconstruções climáticas. Os perfis radiais de densidade aparente do lenho, obtidos por densitometria de raios X, possibilitaram a identificação do limite exato dos anéis de crescimento, pelos valores mínimos de densidade da região do parênquima marginal. A análise de regressão entre a largura dos anéis obtida pela mesa de medição e por densitometria de raios X apresentou valor de r2=0.92, mostrando a potencialidade dos raios X como ferramenta para estudos de dendrocronologia. O oco do lenho do tronco foi observado em 20% das árvores de mogno, com DAP acima de 62 cm. / Studies in phenology and wood anatomy show a cyclical development and growth related to climatic conditions (temperature and rainfall) and site characteristics (competence, light, water storage in the soil, etc.), the sensibility to these factors results, for some tree species, in seasonality of cambium activity and formation of annual tree-rings. This characteristic enables to estimate age, growth rate in trunk diameter and reconstruction of climatic events, as well as in application of techniques of sustainable forest management. In this study, dendrochronological techniques were applied in mahogany trees from two populations in the Amazon rainforest of Peru, with the aim of (i) characterization of macroscopic and microscopic wood structure and the tree rings, (ii) checking the annual formation of tree rings and determining tree age, (iii) evaluation of the biodeterioration in wood of trees (hollow), (iv) application the X-ray densitometry in the study of wood and tree rings and (v) application the tree rings in dendroclimatology and dendroecology. Twenty mahogany trees were selected in two populations located in the department of Madre de Dios, Peru and removed radial samples from the trunk, with increment corer (Pressler). In October, 2006 injuries in the trunk of mahogany trees were carried out and in October 2007, the scars were analyzed, associating them to the formation of the tree rings. Wood and tree rings anatomic structure was characterized determining its number, width and dendrochronology techniques applied. Tree rings have been synchronized, using COFECHA, ARSTAN and RESPO programs, determining the relation between the width with the climatic variables and the age of trees. The internal wood decay was evaluated by providing the internal diameter of hollow in the trunk. The radial variation of the apparent wood density was determined by the X ray densitometry. Tree rings delimited by a marginal axial parenchyma bands are annual and enable to determine the age of mahogany trees (80-122 years) and the construction of chronologies. The climatic determinant variable for the greatest growth in diameter of the trunk of trees was the rainfall in the previous months, beginning and final of the rainy season (June - August, December and March) indicating its potential for climatic reconstructions. The radials profiles of apparent density of wood, obtained for X ray densitometry, making possible identification of the exact limit of growth rings for minimal values of density in the region of marginal parenchyma. The regression analysis between ring width measured with Velmex (0,001) table and for X ray was r2=0.92, showing the potential of X rays as tool for dendrochronological studies. Decay in the trunk was observed in 20 % of trees over 62 cm of DBH.

A utilização de gradientes ambientais no estudo de comunidades vegetais possibilita a eleição de sítios onde há a predominância de um fator abiótico que determina o sucesso ou o fracasso de espécies ao longo de sua extensão. Entre as inúmeras ferramentas utilizadas no estudo de gradientes climáticos, se destaca a anatomia do lenho, pois, é um ramo da ciência que permite analisar, além dos aspectos espaciais, os aspectos temporais dos sítios por meio dos anéis de crescimento. Além disso, a ampla distribuição das plantas lenhosas ao longo do globo possibilita análises em praticamente todos os tipos de biomas e ecossistemas terrestres. Dentro desse contexto estão os bosques andino-patagônicos de Araucaria araucana (Pehuén) ao norte de sua distribuição na Argentina. Esses bosques ocupam territórios caracterizados por um acentuado gradiente de precipitação, que vai de cerca de 3000 a 100 milímetros anuais, entre a cordilheira do Andes e a estepe patagônica, que os define como bosques mésicos e xéricos, com diferenças ecológicas que condicionam a formação vegetal, dinâmica, estrutura, relações com o clima e vulnerabilidade em cenários de mudanças ambientais. O objetivo do projeto foi descrever e analisar comparativamente a estrutura anatômica do lenho de 33 espécies arbóreas e arbustivas ocorrentes ao longo de um gradiente de precipitação, entre a encosta da cordilheira dos Andes e a estepe Patagônica, para verificar possíveis alterações anatômicas que permitam a determinação de tendências e elucidem os limites de distribuição das espécies. Foram coletadas amostras não destrutivas de lenho durante três expedições para a Patagônia entre 2012 e 2014, seguidas de procedimentos laboratoriais de confeccção de lâminas histológicas, preparo de amostras para análises dendrocronológicas, captura de imagens com câmeras acopladas a microscópios óptico e eletrônico de varredura, mensurações, descrições e análises comparativas com o auxílio de softwares. Foram identificados caracteres anatômicos exclusivos de sítios secos e úmidos que permitiram a caracterização, posicionamento ao longo do gradiente de precipitação e grupamento de espécies xerófitas e mesófitas; A ultra-estrutura das pontoações de traqueídeos de Araucaria araucana apresentou diferenças marcantes na frequência e porosidade de suas membranas, sendo maior e menos porosas em sítios xéricos, e menor e mais porosas nos mésicos; a chave dicotômica microscópica permitiu a identificação das 32 espécies arbustivas, as espécies Chuquiraga oppositifolia e Nothofagus antarctica apresentaram potencial dendrocronológico, e foram identificadas tendências anatômicas latitudinais influenciadas pelo clima nos extremos da América do Sul. A anatomia do lenho se mostrou uma ferramenta confiável no estudo de um gradiente de precipitação na Patagônia argentina, e os resultados apontam para riscos de embolismos e morte induzida por falha no sistema hidráulico de Araucaria araucana ao longo de todo o gradiente, em função do atual cenário climático, e suas projeções em médio e longo prazos. / The use of environmental gradients in plant communities studies allows the election of sites with predominance of an abiotic factor that determines the success or failure of species along its length. Among the numerous tools used in the study of climatic gradients, highlights the wood anatomy, which is a branch of biological sciences that allows us to analyze, besides the spatial aspects, the temporal aspects of the sites due to the presence of growth rings. Furthermore, the wide distribution of woody plants throughout the world allows analysis in virtually all terrestrial biomes. Within this context are the Andean-Patagonian forests of Araucaria araucana (Pehuén) in it\'s north distribution in Argentina. These forests occupy territories characterized by a drastic precipitation gradient, ranging from about 3000 to 100 millimeters per year, between the mountain range of the Andes and the Patagonian steppe, which defines them as mesic and xeric forests, with ecological differences that determine the vegetation type, it\'s dynamics, structure, relationships with climate and vulnerability in environmental change scenarios. The aim of the project was to describe and comparatively analyze the wood anatomical structure of 33 tree and shrub species that accours along a precipitation gradient, between the slope of the Andes and the Patagonian steppe, and identify possible anatomical changes that allow the determination of trends and elucidate the species distribution limits. nondestructive wood samples were taken during three expeditions to Patagonia between 2012 and 2014, followed by laboratory procedures of histological slides confection, sample preparation for dendrocronological analysis, picture capturing with cameras attached to optical and scanning electron microscopes, measurements, descriptions and comparative analysis through software. exclusive characters of wet and dry sites were identified and allowed the characterization, positioning along the precipitation gradient and grouping as xerophytes or mesophytes; Araucaria araucana tracheids pits ultrastructure showed significant differences in frequency and porosity of it\'s membranes, being higher and less porous in xeric sites, and lower and more porous in mesic; microscopic dichotomous key allowed the identification of 32 shrub species, Chuquiraga oppositifolia and Nothofagus antarctica showed dendrocronological potential; Latitudinal anatomical trends were identified influenced by the climate at the extremes of South America. The wood anatomy proved to be a reliable tool in the study of a precipitation gradient in Patagonia, and the results points to potential embolisms followed by death induced by hidraulic system failure in Araucaria araucana throughout the gradient, due to the current climate scenario, and its projections in mid and long terms.

Submitted by Celso Magalhaes (celsomagalhaes@ufrrj.br) on 2017-05-19T13:33:19Z No. of bitstreams: 1 2016 - Jair Figueiredo do Carmo.pdf: 2232723 bytes, checksum: fe83db2be94c1c93b2be3e9af0a35856 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-19T13:33:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016 - Jair Figueiredo do Carmo.pdf: 2232723 bytes, checksum: fe83db2be94c1c93b2be3e9af0a35856 (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / The objective of this research was to study the growth and wood properties of Copaifera langsdorffii trees in an open rain forest, under a forest management system in the state of Mato Grosso, Brazil. Therefore, samples from 20 trees were collected, and the development of the research was divided into two stages. In the first one, a dendrochronological study for the species was carried out and in the second one, a study of the effect of forest management on the anatomical, chemical and physical properties of C. langsdorffii wood. The area where the trees were collected, has as main characteristic the fact that had occurred the first lumbering in 1987 and reaching his second cutting cycle in 2013. During the dendrochronological study, a master chronological series of the tree species and also an analysis of the cambium sensitivity to climatic variations (temperature and precipitation) were done. Furthermore, weather effects of El Ni?o event were found in the growth of those trees. The study of the effect of forest management on the properties of wood, was carried through the anatomical, physics and chemistry characterization of woods that were formed 10 years before and 10 years after the first cutting cycle that had occurred in 1987. It was also analyzed the effect of the distance of the trees studied in relation to the glade (remaining stub) opened in the year of the first lumbering, in 1987. The results indicated that C. langsdorffii has potential to the dendrochronological studies, presenting a significant correlation between the width of the rings within and among those trees. The forest management led to diametrical higher increases than those observed before the first lumbering. It was observed that the higher diametrical growth of trees occurred during periods of the year in which the precipitation rate is higher. The study indicated a significant change in anatomical structure of the wood, by the increased frequency of vessels and decreasing width of rays formed on wood after lumbering in1987. Those results were also observed for the trees distances in relation to the glade. The changes into anatomical structure showed a decrease in the density of the wood formed after 1987. By chemical analysis, 10 chemical elements were found, 4 macro and 6 micronutrients. There was no significant difference in the assimilation of minerals into the wood as a result of forest management. Thus, there was no negative effect on the availability of nutrients to the C langsdorffii. Overall the results showed that forest management was beneficial to the C. langsdorffii, growth because that action led to possible and considerable gains in growth after forest intervention, without incurring significant losses in the anatomical, physical and chemical structure in the wood species. / O objetivo deste trabalho foi estudar o crescimento e propriedades da madeira em ?rvores de Copaifera langsdorffii de uma floresta ombr?fila aberta, sob regime de manejo florestal, no estado de Mato Grosso. Para tanto, foram coletadas amostras de 20 ?rvores, e o desenvolvimento do trabalho foi dividido em duas etapas. Na primeira, foi realizado um estudo dendrocronol?gico para a esp?cie e, na segunda, um estudo do efeito do manejo florestal nas propriedades anat?micas, qu?micas e f?sica da madeira de C. langsdorffii. A ?rea, onde foram coletadas as ?rvores, tem como principal caracter?stica o fato de ter ocorrido a primeira explora??o florestal no ano de 1987 e atingindo seu segundo ciclo de corte no ano de 2013. No estudo dendrocronol?gico, foi constru?da uma s?rie cronol?gica mestre da esp?cie e an?lises da sensibilidade cambial ?s varia??es clim?ticas (temperatura e precipita??o). Al?m disso, verificou-se os efeitos clim?ticos do evento El Ni?o no crescimento das ?rvores. O estudo do efeito do manejo florestal nas propriedades da madeira foi realizado atrav?s da caracteriza??o anat?mica, f?sica e qu?mica dos lenhos formados10 anos antes e 10 anos depois do primeiro ciclo de corte ocorrido em 1987. Foi tamb?m analisado o efeito da dist?ncia das ?rvores estudadas em rela??o ? clareira (toco remanescente) aberta no ano da primeira explora??o de 1987. Os resultados obtidos indicaram que a C. langsdorffii apresenta potencial para estudos dendrocronol?gicos, apresentando uma correla??o significativa da largura dos an?is dentro e entre ?rvores. O manejo florestal propiciou incrementos diametrais superiores aos observados antes da primeira explora??o. Observou-se que os maiores incrementos diametrais das ?rvores ocorreram nos per?odos do ano em que o ?ndice de precipita??o ? maior. O estudo indicou altera??es significativas na estrutura anat?mica da madeira, atrav?s do aumento da frequ?ncia de vasos e redu??o largura dos raios na madeira formada ap?s a explora??o florestal de 1987. Esses resultados tamb?m foram encontrados na an?lise de dist?ncia da ?rvore estudas em rela??o ao toco remanescente. As altera??es na estrutura anat?mica denotaram uma diminui??o da densidade aparente da madeira formada p?s 1987. Atrav?s da an?lise qu?mica foram encontrados 10 elementos qu?micos, sendo 4 macros e 6 micronutrientes. N?o houve diferen?a significativa na assimila??o de minerais na madeira decorrentes do manejo florestal. Assim, n?o houve efeito negativo na disponibilidade de nutrientes para a C. langsdorffii. De modo geral, os resultados encontrados demonstraram que o manejo florestal foi ben?fico para a C. langsdorffii, pois possibilitou ganhos consider?veis de incremento ap?s a interven??o florestal, sem acarretar preju?zos relevantes na estrutura anat?mica, f?sica e qu?mica no lenho da esp?cie.

Made available in DSpace on 2016-12-23T13:51:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafael Bridi Corteletti.pdf: 1956935 bytes, checksum: 6892bb77244e2fe3eb75850c06a164a4 (MD5) Previous issue date: 2013-08-02 / Front of gradual increase in areas planted paricá (Schizolobium amazonicum) and the growing interest of this species for plywood industry, biometric information about this species are scarce in the literature. This study was conducted with the objective of provide information dendrometric and growth for paricá in Paragominas region, Pará, through stem analysis complete. To attain the purpose, trees have been cut down thirties seven years old and these discs were obtained along the trunk, the positions of 0.1 m, 0.3 m, 0.7 m, 1.3 m and from this point of meter in meter, untill the first bifurcation. After collecting the discs, these were air dried and polished with a sequence of sandpaper for easy viewing of growth rings. With the polished surface of the discs were traced four rays perpendicular discs and with the assist of a magnifier rings were marked growth. After the delimitation of the rings, discs were scanned and the Image-Pro Express 6.0 was performed to measure the width of the rings from pith to bark. Discs in the height of 1.3 m above the ground, was made synchronization and microscopic characterization of annual growth rings. Logistic models were fitted volumetric, models taper, models form factor models average and diameter growth in structure prediction and projection. The models has been evaluated using measures the residual standard error precision absolute and percentage coefficient of determination, graphic residue analysis and statistics bias, mean absolute differences and standard deviation of the absolute differences. For the analysis of growth rings, can observe that this zone is demarcated fibrous. It was noted for the master series own paricá ring width favorable growth in the first two years. In commercial volumetric models showed that the model is Schumacher & Hall more accurate. In evaluating the taper functions in diameter model Demaerschalk was indicated that more precise results and height models Demaerschalk Ormerod showed similar results. The Logistic model stood out in terms of accuracy to estimate the average form factor. Finally, the model to describe the growth in diameter structure prediction was selected Exponential model to estimate the diameter in the form of Linear projection model was the most accurate / Diante do gradativo aumento de áreas plantadas de paricá (Schizolobium amazonicum) e o crescente interesse desta espécie para a indústria de compensados, informações biométricas a respeito dessa espécie ainda são escassas na literatura. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de fornecer informações dendrométrica e de crescimento para o paricá, na região de Paragominas, Pará, por meio de análise de tronco completa. Para atender ao objetivo, foram abatidas trintas árvores de sete anos de idade e delas foram retirados discos ao longo do tronco, nas posições de 0,1 m; 0,3 m; 0,7 m; 1,3 m e a partir deste ponto de metro em metro, até a primeira bifurcação. Após a coleta dos discos, estes foram secos ao ar livre e polidos com uma sequencia de lixas para facilitar a visualização dos anéis de crescimento. Com a superfície polida dos discos foram traçados quatro raios perpendiculares por discos e com o auxilio de uma lupa foram demarcados os anéis de crescimento. Após a delimitação dos anéis, os discos foram escaneados e com o programa Image-Pro Express 6.0 foi realizada a medição da largura dos anéis no sentido medula-casca. Nos discos da altura de 1,3 m do solo, foi realizada a sincronização e a caracterização microscópica dos anéis de crescimento anuais. Foram ajustados modelos volumétricos, modelos de afilamentos, modelos de fator de forma comercial médio e modelos de crescimento em diâmetro na estrutura de predição e projeção. Os modelos foram avaliados por meio das medidas de precisão erro padrão residual absoluto e em percentagem, coeficiente de determinação, análise gráfica de resíduos e pelas estatísticas bias, média das diferenças absolutas e desvio padrão das diferenças absolutas. Pela análise dos anéis de crescimento, pode-se observar que este é demarcado por zona fibrosa. Notou-se pela série master que o paricá possui largura dos anéis de crescimento favoráveis nos dois primeiros anos. Nos modelos volumétricos comerciais verificou-se que o modelo de Schumacher & Hall foi o mais acurado. Na avaliação das funções de afilamento em diâmetro o modelo de Demaerschalk foi o que indicou resultados mais preciso e para altura os modelos de Demaerschalk e Ormerod indicaram resultados semelhantes. O modelo Logístico destacou-se em termos de precisão para estimar o fator de forma comercial médio. Finalmente, o modelo para descrever o crescimento em diâmetro na estrutura de predição foi selecionado o modelo Exponencial e para estimar o diâmetro na forma de projeção o modelo Linear foi o mais acurado

A utilização de gradientes ambientais no estudo de comunidades vegetais possibilita a eleição de sítios onde há a predominância de um fator abiótico que determina o sucesso ou o fracasso de espécies ao longo de sua extensão. Entre as inúmeras ferramentas utilizadas no estudo de gradientes climáticos, se destaca a anatomia do lenho, pois, é um ramo da ciência que permite analisar, além dos aspectos espaciais, os aspectos temporais dos sítios por meio dos anéis de crescimento. Além disso, a ampla distribuição das plantas lenhosas ao longo do globo possibilita análises em praticamente todos os tipos de biomas e ecossistemas terrestres. Dentro desse contexto estão os bosques andino-patagônicos de Araucaria araucana (Pehuén) ao norte de sua distribuição na Argentina. Esses bosques ocupam territórios caracterizados por um acentuado gradiente de precipitação, que vai de cerca de 3000 a 100 milímetros anuais, entre a cordilheira do Andes e a estepe patagônica, que os define como bosques mésicos e xéricos, com diferenças ecológicas que condicionam a formação vegetal, dinâmica, estrutura, relações com o clima e vulnerabilidade em cenários de mudanças ambientais. O objetivo do projeto foi descrever e analisar comparativamente a estrutura anatômica do lenho de 33 espécies arbóreas e arbustivas ocorrentes ao longo de um gradiente de precipitação, entre a encosta da cordilheira dos Andes e a estepe Patagônica, para verificar possíveis alterações anatômicas que permitam a determinação de tendências e elucidem os limites de distribuição das espécies. Foram coletadas amostras não destrutivas de lenho durante três expedições para a Patagônia entre 2012 e 2014, seguidas de procedimentos laboratoriais de confeccção de lâminas histológicas, preparo de amostras para análises dendrocronológicas, captura de imagens com câmeras acopladas a microscópios óptico e eletrônico de varredura, mensurações, descrições e análises comparativas com o auxílio de softwares. Foram identificados caracteres anatômicos exclusivos de sítios secos e úmidos que permitiram a caracterização, posicionamento ao longo do gradiente de precipitação e grupamento de espécies xerófitas e mesófitas; A ultra-estrutura das pontoações de traqueídeos de Araucaria araucana apresentou diferenças marcantes na frequência e porosidade de suas membranas, sendo maior e menos porosas em sítios xéricos, e menor e mais porosas nos mésicos; a chave dicotômica microscópica permitiu a identificação das 32 espécies arbustivas, as espécies Chuquiraga oppositifolia e Nothofagus antarctica apresentaram potencial dendrocronológico, e foram identificadas tendências anatômicas latitudinais influenciadas pelo clima nos extremos da América do Sul. A anatomia do lenho se mostrou uma ferramenta confiável no estudo de um gradiente de precipitação na Patagônia argentina, e os resultados apontam para riscos de embolismos e morte induzida por falha no sistema hidráulico de Araucaria araucana ao longo de todo o gradiente, em função do atual cenário climático, e suas projeções em médio e longo prazos. / The use of environmental gradients in plant communities studies allows the election of sites with predominance of an abiotic factor that determines the success or failure of species along its length. Among the numerous tools used in the study of climatic gradients, highlights the wood anatomy, which is a branch of biological sciences that allows us to analyze, besides the spatial aspects, the temporal aspects of the sites due to the presence of growth rings. Furthermore, the wide distribution of woody plants throughout the world allows analysis in virtually all terrestrial biomes. Within this context are the Andean-Patagonian forests of Araucaria araucana (Pehuén) in it\'s north distribution in Argentina. These forests occupy territories characterized by a drastic precipitation gradient, ranging from about 3000 to 100 millimeters per year, between the mountain range of the Andes and the Patagonian steppe, which defines them as mesic and xeric forests, with ecological differences that determine the vegetation type, it\'s dynamics, structure, relationships with climate and vulnerability in environmental change scenarios. The aim of the project was to describe and comparatively analyze the wood anatomical structure of 33 tree and shrub species that accours along a precipitation gradient, between the slope of the Andes and the Patagonian steppe, and identify possible anatomical changes that allow the determination of trends and elucidate the species distribution limits. nondestructive wood samples were taken during three expeditions to Patagonia between 2012 and 2014, followed by laboratory procedures of histological slides confection, sample preparation for dendrocronological analysis, picture capturing with cameras attached to optical and scanning electron microscopes, measurements, descriptions and comparative analysis through software. exclusive characters of wet and dry sites were identified and allowed the characterization, positioning along the precipitation gradient and grouping as xerophytes or mesophytes; Araucaria araucana tracheids pits ultrastructure showed significant differences in frequency and porosity of it\'s membranes, being higher and less porous in xeric sites, and lower and more porous in mesic; microscopic dichotomous key allowed the identification of 32 shrub species, Chuquiraga oppositifolia and Nothofagus antarctica showed dendrocronological potential; Latitudinal anatomical trends were identified influenced by the climate at the extremes of South America. The wood anatomy proved to be a reliable tool in the study of a precipitation gradient in Patagonia, and the results points to potential embolisms followed by death induced by hidraulic system failure in Araucaria araucana throughout the gradient, due to the current climate scenario, and its projections in mid and long terms.

Estudos sobre a fenologia e anatomia do lenho de árvores de espécies tropicais revelam um desenvolvimento e crescimento cíclicos, relacionados com as condições climáticas (temperatura e precipitação) e de sítio (competição, luz, armazenamento de água no solo, etc.). A sensibilidade a estes fatores resulta, para as árvores de algumas espécies, na sazonalidade da atividade cambial e na formação de anéis de crescimento anuais. Essa característica possibilita a determinação da idade, da taxa de crescimento em diâmetro do tronco e da reconstrução de eventos climáticos, bem como na aplicação de técnicas de manejo florestal sustentável. No presente trabalho, foram aplicadas as técnicas de dendrocronologia, em árvores de mogno, de duas populações na floresta tropical Amazônica do Peru, visando a (i) caracterização da estrutura macro e microscópica do lenho e dos anéis de crescimento, (ii) comprovação da anualidade da formação dos anéis de crescimento e determinação da idade das árvores, (iii) avaliação da biodeterioração do lenho das árvores, (iv) aplicação da densitometria de raios X no estudo do lenho e dos anéis de crescimento e (v) aplicação dos anéis de crescimento em dendroclimatologia e dendroecologia. Foram selecionadas 20 árvores de mogno em duas populações localizadas no Departamento de Madre de Dios, Peru e extraídas amostras radiais do seu lenho, com sonda de Pressler. Injúrias no tronco de árvores de mogno foram realizadas em outubro/2006 e analisadas as cicatrizes no lenho em outubro/2007, relacionando-as com a formação dos anéis de crescimento. Foi caracterizada a estrutura anatômica do lenho e dos anéis de crescimento, determinando-se o seu número, largura e aplicadas técnicas de dendrocronologia. Os anéis de crescimento foram sincronizados, utilizando os programas COFECHA, ARSTAN e RESPO, determinando-se a relação da sua largura com as variáveis climáticas e a idade das árvores. A podridão interna do lenho das árvores foi avaliada determinando-se o diâmetro do oco interno do lenho do tronco. A variação radial da densidade aparente do lenho foi determinada pela densitometria de raios X. Anéis de crescimento delimitados pelo parênquima axial marginal são comprovadamente anuais e possibilitaram a determinação da idade das árvores de mogno (80-122 anos) e a construção de cronologias. A variável climática determinante para o maior crescimento em diâmetro do tronco das árvores foi a precipitação dos meses prévios, do início e do final da estação chuvosa (junho-agosto, dezembro e março) indicando o seu potencial para as reconstruções climáticas. Os perfis radiais de densidade aparente do lenho, obtidos por densitometria de raios X, possibilitaram a identificação do limite exato dos anéis de crescimento, pelos valores mínimos de densidade da região do parênquima marginal. A análise de regressão entre a largura dos anéis obtida pela mesa de medição e por densitometria de raios X apresentou valor de r2=0.92, mostrando a potencialidade dos raios X como ferramenta para estudos de dendrocronologia. O oco do lenho do tronco foi observado em 20% das árvores de mogno, com DAP acima de 62 cm. / Studies in phenology and wood anatomy show a cyclical development and growth related to climatic conditions (temperature and rainfall) and site characteristics (competence, light, water storage in the soil, etc.), the sensibility to these factors results, for some tree species, in seasonality of cambium activity and formation of annual tree-rings. This characteristic enables to estimate age, growth rate in trunk diameter and reconstruction of climatic events, as well as in application of techniques of sustainable forest management. In this study, dendrochronological techniques were applied in mahogany trees from two populations in the Amazon rainforest of Peru, with the aim of (i) characterization of macroscopic and microscopic wood structure and the tree rings, (ii) checking the annual formation of tree rings and determining tree age, (iii) evaluation of the biodeterioration in wood of trees (hollow), (iv) application the X-ray densitometry in the study of wood and tree rings and (v) application the tree rings in dendroclimatology and dendroecology. Twenty mahogany trees were selected in two populations located in the department of Madre de Dios, Peru and removed radial samples from the trunk, with increment corer (Pressler). In October, 2006 injuries in the trunk of mahogany trees were carried out and in October 2007, the scars were analyzed, associating them to the formation of the tree rings. Wood and tree rings anatomic structure was characterized determining its number, width and dendrochronology techniques applied. Tree rings have been synchronized, using COFECHA, ARSTAN and RESPO programs, determining the relation between the width with the climatic variables and the age of trees. The internal wood decay was evaluated by providing the internal diameter of hollow in the trunk. The radial variation of the apparent wood density was determined by the X ray densitometry. Tree rings delimited by a marginal axial parenchyma bands are annual and enable to determine the age of mahogany trees (80-122 years) and the construction of chronologies. The climatic determinant variable for the greatest growth in diameter of the trunk of trees was the rainfall in the previous months, beginning and final of the rainy season (June - August, December and March) indicating its potential for climatic reconstructions. The radials profiles of apparent density of wood, obtained for X ray densitometry, making possible identification of the exact limit of growth rings for minimal values of density in the region of marginal parenchyma. The regression analysis between ring width measured with Velmex (0,001) table and for X ray was r2=0.92, showing the potential of X rays as tool for dendrochronological studies. Decay in the trunk was observed in 20 % of trees over 62 cm of DBH.

Les forêts tropicales couvrent environ 7% de la surface terrestre et stockent environ 25% du carbone terrestre. Elles jouent un rôle important dans les cycles biogéochimiques et fournissent divers services écosystémiques. Cependant, elles sont menacées par l’activité anthropique et le changement climatique. Il y a un besoin pressant de mieux comprendre les effets du changement climatique sur la croissance des arbres afin de mieux estimer son impact sur la composition des forêts et leur capacité à fournir leurs services.Jusqu’à récemment, les réponses des forêts aux changements climatiques ont été étudiées via des expérimentations en laboratoire ou en rapportant les changements à l’échelle des populations. Cependant, notre connaissance de l’influence des changements climatiques graduels sur la croissance ligneuse reste limitée. L’étude des cernes de croissance a permis la reconstruction du climat passé et l’étude de son influence sur la dynamique de croissance des arbres dans les régions tempérées. Son application dans un contexte tropical reste cependant limitée par l’absence d’une saisonnalité marquée des facteurs limitants la croissance. La distinction des cernes de croissance chez les espèces tropicales est très variable et des études supplémentaires sont nécessaires pour correctement les identifier et les utiliser dans les études dendrochronologiques.Dans cette thèse, nous explorons le potentiel d’utilisation de l’anatomie et de la densité du bois dans l’étude des réponses des arbres aux changements climatiques. Nous évaluons la variabilité anatomique du coeur à l’écorce et la manière dont le climat l’influence. Le travail est subdivisé en trois chapitres, chacun répondant à une question spécifique. Plus particulièrement, nous avons étudié (i) la variabilité de la distinction et de l’anatomie des cernes de croissance dans les tropiques, (ii) la relation entre l’anatomie et la densité du bois ainsi que son potentiel d’utilisation comme un proxy pour estimer variabilité anatomique et (iii) l’influence de la saisonnalité des précipitations sur la rythmicité de la croissance des arbres via leurs profils de densité du bois.En premier lieu, nous avons décrit les traits anatomiques impliqués dans la démarcation des limites des cernes de croissance et évalué leur contribution à la distinction des cernes. Nous avons constaté une grande variabilité intra et interspécifique et mis en avant le fait que les définitions actuelles de la distinction des cernes ne décrivent pas suffisamment la complexité de l’anatomie du bois dans les tropiques. Au lieu de se concentrer sur la détection des cernes, nous proposons d’étudier la variabilité des traits anatomiques depuis le coeur jusqu’à l’écorce dans le but de reconstruire la croissance ligneuse passée et estimer les effets du climat.Ensuite nous avons automatisé les mesures de proportions de parenchyme et de vaisseaux ainsi que le ratio lumen/diamètre total des fibres dans le plan transversal de la moelle à l’écorce. Nous les avons étudiés en parallèle avec des profils à haute résolution de la densité du bois de huit espèces. Nous avons montré que la densité du bois est influencée par l’anatomie des fibres et que la relation entre l’anatomie et la densité du bois dépend de l’espèce. Notre étude suggère qu’il est possible d’utiliser les profils de la densité du bois comme un proxy pour étudier la variabilité de l’anatomie du bois.Finalement, nous avons utilisé les profils de densité afin de comparer les patterns de croissance ligneuse de 13 espèces le long d’un gradient de précipitation. Nous avons utilisé l’analyse en ondelettes afin de dériver trois descripteurs de croissance :la régularité, la périodicité et l’amplitude des variations. Nous avons montré que la saisonnalité de précipitations influence la régularité de la croissance ligneuse et que les variations sont plus abruptes dans les sites avec une saisonnalité plus marquée. Nous avons aussi montré que les espèces décidues et sempervirentes ne réagissent pas de la même façon aux variations des patterns de précipitations.Nous pensons que ces résultats vont favoriser l’émergence d’outils prometteurs pour étudier la croissance des arbres et sa relation avec le climat. L’automatisation des mesures des traits anatomiques et l’utilisation des profils de densité du bois comme proxies vont aider à diminuer le temps de traitement des échantillons et augmenter leur nombre ainsi que la puissance des traitements statistiques. Par la description très fine des signaux cycliques qu’elle permet, l’analyse en ondelettes ouvre de nouvelles perspectives pour la description des profils de variation de la densité du bois et donc l’interprétation de la dynamique de croissance des arbres. / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished

An analysis is made of beech from Ohio and white oak from Illinois using a stepwise multiple regression technique to evaluate ring growth and climatic relationships. Ring widths for beech are directly related to the moisture supply during August and to temperatures for May-July of the preceding year. They are equally related to moisture during June-August of the current year and somewhat dependent upon the precipitation of the previous winter. The earlywood width of white oak is directly related to available moisture during the preceding September and to moisture during the current June, and inversely related in slight degree to the temperature of April. Latewood width of oak is primarily dependent upon the availability of moisture during the current June and July but is somewhat related to the moisture during May of the previous year. Serial correlation is prominent from growth layer to growth layer in both species. The physiological relationships which may produce these results are discussed. Some relationships involving considerable lag in the growth response are possible controls of bud formation and food accumulation, while others involving more immediate response are primarily the effect of moisture stress within the tree.

[pt] Desde a revolução industrial a concentração de CO2 atmosférico vem aumentando, passando de 290 ppm (em 1850) para cerca de 370 ppm, na atualidade. O objetivo desta tese foi pesquisar as possíveis mudanças ocorridas no comportamento do crescimento de árvores, as quais podem ter sido causadas pelo aumento do teor desse gás. A espécie escolhida foi a da Araucaria angustifolia, do Horto Florestal de Campos do Jordão, SP, pois forma anéis de crescimento anual bem definidos. Na avaliação de uma série de anéis verifica-se uma acentuada variação na distribuição ao longo dos anos, impossibilitando a observação de uma mudança, no comportamento da taxa de crescimento radial de um determinado período do vegetal. Para resolver esse problema é necessário aplicar uma aproximação na análise da série de anéis. Dessa maneira, a solução foi considerar a relação entre o raio e o número de cada anel e, então, obter uma curva suavizada, que pode ser descrita por dois parâmetros, a e b, derivados a partir do melhor ajuste para os dados avaliados dos pares [R(N); N], com um fator de correlação, 0,99 menor ou iqual r2 menor ou iqual 0,999. Estes dois parâmetros, juntamente com o conhecimento do número de anéis (ou pelo menos o número do anel mais externo, nesse caso, a idade da árvore) descrevem muito bem quantitativamente o comportamento do crescimento radial da Araucaria. Com os valores obtidos da avaliação foi possível comparar e verificar as diferenças apresentadas entre as árvores antigas, crescidas nos séculos XVI, XVII e XVIII com as árvores recentes (entre 35 a 70 anos). Os grupos se desenvolveram sob condições ambientais variadas, fato que exclui qualquer possibilidade de condições especiais de crescimento. Essas diferenças podem ser descritas quantitativamente pelo valor do parâmetro b, o qual apresentou para todas as árvores velhas b menor ou iqual 0,5, enquanto que nas recentes b ~= 1,0. Isso significa que, na média, cada anel nas árvores velhas é muito menor que o anterior e que, nas árvores recentes eles têm a mesma largura. Esse último comportamento induz à conclusão de que o crescimento radial das árvores recentes é superior ao das árvores de tempos anteriores. Contudo, isso não foi verificado quando os raios dos anéis de números 30, 38 e 50 foram comparados. Mas, extrapolando-se a taxa de crescimento das árvores recentes será superior a das árvores de séculos anteriores. Um fato interessante foi o da análise das árvores germinadas em torno de 1850 e que ainda estão vivas. Sua série de anéis foi avaliada em intervalos de 10 em 10 anos e, o valor de b foi progressivo, aumentando de 0,5 a 1,0 nos últimos 80 anos ou mais. Esses resultados demonstram suficientemente que durante esse período um fator ambiental causou essas mudanças e, quanto à sua natureza, confrontando-se com outras possibilidades, é possível atribuí-la ao aumento no teor do CO2 atmosférico. / [en] The objective of this thesis was to search for changes in the growth behavior of plants that may have been caused by the dramatic increase in atmospheric CO2 from about 290 ppm in pre-industrial times (before 1850) to actually 370 ppm. As an excellent candidate for this purpose turned out to be Araucaria angustifolia, a tree that forms annual growth rings and exists in big numbers in the State Park in Campos do Jordao, in the State of Sao Paulo, Brasil. To detect any possible change in the rate of radial stem growth over decades needed a new approach to the analysis of the tree ring series. This was the first problem to be solved for this thesis, and the solution was, to consider the relationship between the radius and the number of each ring. This gives a very smooth curve that can well be described by a two parameter function with correlation factors normally in the range of 0,99 less or equal r2 less or equal 0,999. The two parameters, a and b, are derived from the best fit to the measured data pairs [R(N),N], where N is the ring number and R its radius. These two parameters, together with the knowledge of the ring numbers (or at least the number of the outermost ring, i.e. the age of the tree) are describing completely and in a quantitative way the radial growth behavior of an Araucaria. With these numbers, derived from all analysed trees, it was possible to detect and describe in a quantitative way differences in the growth behavior. There was one group six trees available that grew in the 16th, 17th and 18th century. The other group were 28 recent trees, i.e. trees of actually 35-70 years. It was assured that the trees forming each group was the product of special growth conditions. The detected differences are quantitatively described by the value of the parameter b that had in all old trees a value around 0.5 or less, while in the recent trees it is close to 1.0. This difference means: in the old trees, each ring is, on the average, smaller than the one before; while in all recent trees, all rings have, on the average, the same width. This last behavior leads to the conclusion that the radial stem growth of recent trees is superior to that of trees that grew in former times. This was not found in a statistically significant way when comparing the radii of corresponding rings, as e.g. of the 30th, 38th, or 50th ring. The differences are still too small. However, when extrapolating the observed growth curves, the growth rate of recent trees will be superior to that of trees that grew in former centuries considerably. Most interesting was the analysis of trees that germinated around 1850 and are still alive. Their ring series were analysed in intervals of 10 to 10 rings and thus it could be seen that the value of b grew steadily from around 0.5 to around 1.0 during the last 80 years or so. From these results it is evident that the environmental factor that caused this change (whatever it might have been) developed during this period with, as it seems, an increasing intensity. About the nature of this factor we can only speculate. We finally believe, after checking and eliminating other possibilities (like changes in weather conditions or unintended fertilization from industrial emissions) that the change in atmospheric CO2 was, directly or indirectly, responsible.

Diss. (sammanfattning) Umeå : Sveriges lantbruksuniv. / Härtill 5 uppsatser.