Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2333.pdf: 1167610 bytes, checksum: 08add5591eebb8975102b0da61c5a572 (MD5) Previous issue date: 2009-02-20 / Universidade Federal de Sao Carlos / The relationships among shoot inclination, light interception, photosynthetic capacity along shoot, biomass partitioning in leaves and shoots and the canopy structure were investigated in deciduous, semideciduous and evergreen tree species in Cerrado vegetation. The principal aim was to investigate the functioning and the structure of the canopies in cerrado tree species. The central hypotheses was that deciduousness is a trait strongly related to both canopy structure and functioning, and this relation could be revealed by morphological features of shoots, leaves, and by means of photosynthetic capacity along the shoot. Deciduous species produces only one cohort of leaf during the year at the end of the dry season. Slanting (plagiotropic) shoots in deciduous species could be one way to avoid the foliage self-shading since the bud unfold. One specific hypothesis was that deciduous species have plagiotropic shoots and the irradiance intensity and the photosynthetic capacity would be similar along shoot. The plagiotropic shoots in deciduous would allow high individual leaf area, high leaf area per shoot and one relationship between shoot-leaf in favor of leaves. On the other hand, the high leaf exposition to intense irradiance along shoot probably is one factor that imposes the shedding of the whole foliage at the dry season. Semideciduous and evergreen species produce leaves continuously during the year. The retention of the half of the foliage as in semideciduous even at the peak of dry season demands protection as the foliage self-shading along the shoot. Therefore, semideciduous and evergreen species have erect (orthotropic) shoots with evident foliage self-shading along the shoot. The light extinction along the orthotropic shoots could be one protection against excessive input of energy, especially in dry season. On the other hand, the dissimilar irradiance distribution along the shoot could result in significant difference about photosynthetic capacity between shaded basal and sunlit distal leaves on shoots. Semideciduous and evergreen species have higher number of canopy ramification than the deciduous species by reason of greater shoot emission at every season. This high canopy ramification in semideciduous and evergreen species could be revealed from one network representation with basic components as nodes and links. We supposed that links could be the shoots and nodes the nodal region where the shoots are emitted from the parental shoots. This representation could reveal structural differences in canopies of deciduous, semideciduous and evergreen species. These differences could be uncovered by the number of ramification and by the number of nodes in each leaf phenological group. Therefore, the link/node ratio and the frequency of shoots per node could reveal structural aspects significantly different across leaf phenological groups in 15 tree species studied here growing in a cerrado stricto sensu physiognomy. / Foram investigadas as relações entre a inclinação do ramo, a interceptação de luz, a capacidade fotossintética ao longo do ramo, a alocação de biomassa em ramos e folhas e a estrutura da copa em espécies decíduas, semidecíduas e sempreverdes do Cerrado. O objetivo central dessa Tese foi o de investigar o funcionamento e a estrutura de copas em espécies arbóreas de Cerrado com distintas fenologias foliares. A hipótese central é que a permanência da folhagem ao longo do ano seria uma característica fortemente relacionada tanto à estrutura como ao funcionamento da copa, e que essa relação poderia ser evidenciada por características morfológicas dos ramos, das folhas e por meio da capacidade fotossintética. As decíduas produzem uma só coorte de folhas durante o ano, no final da estação seca. Uma forma de evitar o sombreamento da folhagem ao longo do ramo desde a abertura da gema seria o posicionamento inclinado (plagiotrópico) do ramo. Uma as hipóteses específicas é que as espécies decíduas apresentam ramos plagiotrópicos e a intensidade de irradiância e a capacidade fotossintética seriam distribuídas de maneira similar ao longo do ramo. Os ramos plagiotrópicos nas decíduas também permitiriam uma maior exposição das folhas e, portanto, uma maior área foliar por folha, por ramo e uma relação ramo-folhagem em favor das folhas sem um sombreamento significativo ao longo do ramo. Por outro lado, a exposição das folhas à intensa irradiância sobre os ramos plagiotrópicos nas espécies decíduas dificulta a permanência da folhagem durante todo o ano, especialmente na estação seca, pois expõem as folhas ao estresse atmosférico. As espécies semidecíduas e sempreverdes produzem folhas continuamente ao longo do ano. A permanência de pelo menos metade da folhagem como nas semidecíduas, mesmo no pico da estação seca, deve requerer proteção como o sombreamento das folhas ao longo dos ramos. Dessa forma, as espécies semidecíduas e sempreverdes apresentariam ramos mais eretos (ortotrópicos) com evidente sombreamento ao longo do ramo. A extinção da irradiância ao longo dos ramos seria uma proteção contra a irradiância excessiva nas espécies semidecíduas e sempreverdes, principalmente na estação seca. Por outro lado, a distribuição desigual da irradiância ao longo do ramo poderia condicionar uma capacidade fotossintética significativamente diferente entre as folhas mais iluminadas no ápice e as folhas mais sombreadas na base do ramo. As espécies semidecíduas e sempreverdes apresentam a copa com um maior número de ramificações que as espécies decíduas em função da maior emissão de ramos por estação de crescimento. O maior número de ramificações nas copas das espécies semidecíduas e sempreverdes poderia ser evidenciado a partir de uma representação da copa por meio de redes contendo as unidades básicas comuns, os nós e os conectores. A hipótese é que os conectores nas redes representando a copa das espécies arbóreas poderiam ser os ramos e os nós a região de ramificação de onde os ramos são emitidos sobre os ramos parentais. Essa representação poderia revelar diferenças estruturais nas copas das espécies decíduas, semidecíduas e sempreverdes. Essas diferenças seriam evidenciadas tanto pelo número de ramificações representada pelos ramos como pelo número de regiões de ramificações representadas pelos nós. Dessa forma, a relação ramo/nó e a freqüência de ramos por nó poderia revelar aspectos estruturais significativamente diferentes entre os grupos fenológicos foliares das 15 espécies arbóreas estudadas crescendo em um cerrado stricto sensu.

CARVALHO. Ellen Cristina Dantas de. A arquitetura hidráulica explica a ocorrência e a abundância de lianas em ambientes semiáridos? 2014. 77 f. Tese (Doutorado em ecologia e recursos naturais)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2014. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-05-27T18:28:59Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_ecdcarvalho.pdf: 2644004 bytes, checksum: 05d48fc146c39e963112755af7d9a5a7 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-05-27T21:01:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_ecdcarvalho.pdf: 2644004 bytes, checksum: 05d48fc146c39e963112755af7d9a5a7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-27T21:01:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_tese_ecdcarvalho.pdf: 2644004 bytes, checksum: 05d48fc146c39e963112755af7d9a5a7 (MD5) Previous issue date: 2014 / The success of lianas in seasonally dry tropical forests is explained by a competitive advantage over other growth forms. Lianas have efficient hydraulic system, with wide and long vessels, and deep roots that can absorb water from the deeper layers of the soil, ensuring carbon fixation and maintenance of high growth rates during the dry season. In semiarid environments, the occurrence and abundance of lianas are smaller and can be considered the dry extreme distribution of this growth form. We believe the efficient hydraulic system of lianas is quite vulnerable to cavitation induced-drought in arid and semiarid environments, which would decrease the competitiveness. However, empirical evidence to support this idea are remarkably scarce. Our main goal was to analyze if the physical and physiological characteristics of the hydraulic system, leaf dynamics and leaf water relations, may explain the occurrence and abundance of lianas in semiarid environments. In Chapter 1, we analyzed the hydraulic architecture of xylem along the continuum root-stem-branches three congener’s lianas occurring with contrasting abundances in two semiarid areas with differences in the structural characteristics of the soil and vapor pressure deficit of the air (VPDair). We measured the wood density (WD), the cross-sectional area occupied by parenchyma (AP), fiber (AF) and vessels (AV), vessel density (N), average vessel diameter (d) and maximum (dmax), pit diameter in the vessel walls (dpit), pits density (Npit), the hydraulic diameter (Dh) and potentially hydraulic conductivity (Kp) in branches, stems and roots. We show that lianas presented two hydraulic safety zones, one in the roots and the other in the branches, different from usually described for trees with a hydraulic safety is growing from the roots to the branches. Our results indicated that the decrease in Kp and an increase in the safety of the hydraulic branches and roots demonstrated a functional convergence of the three species. In Chapter 2, we compared root system depth, leaf dynamics, seasonal leaf water potential (Ψleaf), and cavitation resistance (P50) between species, key features that are used to explain the pattern of distribution and abundance of lianas. Our results are contrasting with the commonly described for lianas. In summary, we observed that all species had shallow roots, high variation in leaf water potential at dawn (Ψpredawn) between the rainy and dry seasons, leaf deciduousness in response to soil water stress and VPDair and greater drought resistance (P50). The greatest resistance to cavitation and leaf deciduousness increase resistance to drought in lianas, but limit carbon fixation to the rainy season. Once your roots are shallow, and leaf deciduousness prevents carbon gain and growth during the dry season, the main competitive advantage over other trees in seasonal environments, the abundance of lianas should be less. / O sucesso de lianas em florestas tropicais sazonalmente secas é explicado por uma vantagem competitiva em relação às demais formas de crescimento. Lianas possuem sistema hidráulico eficiente, com vasos largos e compridos, e raízes profundas que conseguem absorver água das camadas mais profundas do solo, garantindo a fixação de carbono e a manutenção de altas taxas de crescimento durante o período seco. Em ambientes semiáridos, a ocorrência e a abundância de lianas são menores, podendo ser considerado o extremo seco de distribuição dessa forma de crescimento. Nós acreditamos que o sistema hidráulico eficiente de lianas é bastante vulnerável a cavitação induzida por seca em ambientes áridos e semiáridos, o que diminuiria a capacidade competitiva. Entretanto, evidências empíricas que suportem essa ideia são marcadamente escassas. Nosso principal objetivo foi analisar se as características morfofisiológicas do sistema hidráulico, a dinâmica foliar e as relações hídricas foliares podem explicar a ocorrência e a abundância de lianas em ambientes semiáridos. No capítulo 1, analisamos a arquitetura hidráulica do xilema ao longo do contínuo raiz-caule-ramos de três lianas congêneres que ocorrem com abundâncias contrastantes em duas áreas semiáridas com diferenças nas características estruturais dos solos e no déficit de pressão de vapor do ar (VPDar). Mensuramos a densidade da madeira (DM), área da secção transversal ocupada por parênquima (AP), fibras (AF) e vasos (AV), densidade de vasos (N), diâmetro médio (d) e máximo (dmáx) dos vasos, diâmetro das pontoações das paredes dos vasos (dpit), densidade de pontoações (Npit), diâmetro hidráulico (Dh) e condutividade hidráulica potencial (Kp) em ramos, caule e raiz. Evidenciamos que as lianas apresentaram duas zonas de segurança hidráulica, uma nas raízes e outra nos ramos, diferindo do usualmente descrito para árvores cuja segurança hidráulica é crescente das raízes aos ramos. Nossos resultados indicaram que a diminuição da Kp e o aumento da segurança hidráulica nos ramos e raízes demonstraram haver convergência funcional entre as três espécies. No capítulo 2, comparamos a profundidade do sistema radicular, a dinâmica foliar, o potencial hídrico foliar sazonal (Ψleaf) e a resistência à cavitação (P50) entre as espécies, principais características que são utilizadas para explicar o padrão de distribuição e abundância de lianas. Os nossos resultados são contrastantes com o comumente descrito para lianas. Em síntese, evidenciamos que, todas as espécies, apresentaram raízes superficiais, alta variação no potencial hídrico foliar na madrugada (Ψpredawn) entre os períodos chuvosos e seco, deciduidade foliar em resposta ao estresse hídrico do solo e ao VPDar e maior resistência à seca (P50). A maior resistência à cavitação e a deciduidade foliar aumentam a resistência à seca nas lianas, porém limitam a fixação de carbono ao período chuvoso. Uma vez que suas raízes são superficiais, e a deciduidade foliar impede o ganho de carbono e o crescimento durante o período seco, principal vantagem competitiva em relação às árvores em outros ambientes sazonais, a abundância de lianas deve ser menor.