SOUZA, Bruno Cruz de. Estratégias hidráulicas e divergências funcionais em espécies decíduas e sempre verdes da floresta tropical sazonalmente seca. 2015. 77 f. Tese (Doutorado em ecologia e recursos naturais)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2015. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-28T16:52:55Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_bcsouza.pdf: 3651572 bytes, checksum: 7fa77bdafd39d977d1c9ac199991a8d7 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-08-02T14:41:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_bcsouza.pdf: 3651572 bytes, checksum: 7fa77bdafd39d977d1c9ac199991a8d7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T14:41:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_bcsouza.pdf: 3651572 bytes, checksum: 7fa77bdafd39d977d1c9ac199991a8d7 (MD5) Previous issue date: 2015 / Why the different species of angiosperms not are equally successful in all environments of planet? One recurrent explanation is based in concept of trade-off. It is understood trade-off per the negative relation between functional traits that cannot be optimized simultaneously by the plant. The variations in functional traits between plants are understood how adaptations of the species to environmental conditions in response at resource acquisition necessary for development. The hydric availability can be considerate the main environmental factor that affect almost all physiological and phenological processes of plants of direct and/or indirect form, therefore, modulating various trade-off. Our main goal is understand which hydraulic strategies and the physiology behavior in deciduous and evergreen species in response to drought. In first chapter, we analyzed the functional variation between deciduous and evergreen species for understand the divergence in the strategies of avoidance and tolerance to drought. We measured 17 leaf functional traits in 17 deciduous and five evergreen species. Furthermore, we measured the stomatal conductance (gs), photosynthetic rate based area and mass (Aarea/Amass) and the instantaneous and intrinsic water use efficient (WUEi and WUE) during the rainy season. We checked that the deciduous species exhibited bigger Amass, less leaf lifespan (LL) and leaf specific mass (LSM) when compared with evergreen species. Deciduous and evergreen species showed trade-off between drought tolerance and photosynthetic capacity, the bigger LF is the less the Amass. Although the deciduous species have showed larger Amass and gs than the evergreen species, we do not observed significant difference in WUEi and WUE. The difference in the strategies of drought avoidance and tolerance between deciduous and evergreen species are clearly observed indistinctly to hydric availability. In second chapter, we evaluated if are divergence or convergence in the hydraulic strategies in deciduous and evergreen species and how they respond to effects of the drought. We observed monthly the leaf phenology by relating with the vapor pressure deficit (VPD) and the soil water content (SWC). We performed monthly measurements of water potential predawn and related with the wood density (ρwood). We observed the variation in stomatal behavior and in daily water potential and lastly measurements and compared 17 leaf functional traits between the phenological groups. The separation of species in groups based only LF provides good understanding about hydraulic strategies in response to drought. Deciduous species exhibited different strategies (isohydric/anisohydric) independently of ρwood. Evergreen species do not exhibit difference of strategy, it is only anisohydric. We regard that hydraulic traits how the water potential gradient from roots to shoots (ΔΨplant), the water potential responsible for 50% of stomatal closure (ΨSC) and the difference in seasonal water potential (ΔΨseasonal) are key for identification of hydraulic strategies in species of the seasonally dry ecosystems. / Por que as diferentes espécies de angiospermas não são igualmente bem-sucedidas em todos os ambientes do planeta? Uma das explicações recorrentes é baseada no conceito de trade-off (demanda conflitante). Entende-se por demanda conflitante a relação negativa entre traços funcionais que não podem ser otimizados simultaneamente pela planta. As variações nos traços funcionais entre plantas são interpretadas como adaptações das espécies a condições ambientais em resposta à aquisição de recursos necessários para seu desenvolvimento. A disponibilidade hídrica pode ser considerada o principal fator ambiental que afeta quase todos os processos fisiológicos e fenológicos das plantas de forma direta e/ou indireta, portanto, modula diversas demandas conflitantes. Nosso objetivo principal é o de compreender quais as estratégias hidráulicas e o comportamento fisiológico em espécies decíduas e sempre verdes em resposta à seca. No primeiro capítulo, analisamos a variação funcional entre espécies decíduas e sempre verdes para compreender as divergências nas estratégias de tolerância e evitação à seca. Mensuramos 17 traços funcionais foliares em 17 espécies decíduas e cinco sempre verdes. Além disso, mensuramos a condutância estomática (gs), taxa de fotossíntese por área e massa (Aárea/Amassa) e a eficiência instantânea e intrínseca no uso da água (EUAi e EUA) durante a estação chuvosa. Verificamos que as espécies decíduas exibiram maior Amassa, menor longevidade foliar (LF) e massa foliar específica (MFE) quando comparadas às sempre verdes. Espécies decíduas e sempre verdes apresentaram demanda conflitante entre tolerância à seca e capacidade fotossintética, quanto maior a LF menor a Amassa. Embora as espécies decíduas tenham apresentado maior Amassa e gs do que às sempre verdes, não observamos diferenças significativas na EUAi e EUA. As diferenças nas estratégias de evitação e tolerância à seca entre espécies decíduas e sempre verdes são claramente observadas indistintamente à disponibilidade hídrica. No segundo capítulo, avaliamos se há divergência ou convergência nas estratégias hidráulicas em espécies decíduas e sempre verdes e como respondem aos efeitos da seca. Observamos mensalmente a fenologia foliar relacionando-a com o déficit de pressão de vapor do ar (DPV) e o conteúdo de água no solo (CAS). Realizamos mensalmente medições do potencial hídrico antes do amanhecer e relacionamos com a densidade da madeira (ρwood). Observamos as variações no comportamento estomático e no potencial hídrico diário, e por fim, mensuramos e comparamos 17 traços funcionais foliares entre os grupos fenológicos. A separação das espécies em grupos baseados apenas na LF fornece boa compreensão sobre estratégias hidráulicas em respostas à seca. Espécies decíduas exibem diferentes estratégias (isohídrica/anisohídrica), independente da ρwood. Espécies sempre verdes não exibem diferença de estratégia, sendo apenas anisohídricas. Consideramos que traços hidráulicos como o gradiente no potencial hídrico entre raízes e folhas (ΔΨplanta), o potencial hídrico responsável por 50% do fechamento estomático (ΨSC) e a diferença no potencial hídrico sazonal (ΔΨsazonal) são chaves para identificação de estratégias hidráulicas em espécies de ecossistemas sazonalmente secos.

Alterações antrópicas nos ecossistemas, em especial a perda e a fragmentação de habitat, são consideradas as principais causas do grande aumento nas extinções de espécies nas últimas décadas. Uma vez que o risco de extinção varia grandemente entre as espécies, os determinantes ecológicos associados à chance de extinção têm sido um tema central e muito debatido na literatura ecológica. Atributos ecológicos relacionados à raridade, como amplitude de nicho e abundância local, e a capacidade de dispersão são recorrentemente citados na literatura como determinantes do risco de extinção local. A partir de dados de ocorrência em fragmentos, matas contínuas e áreas de agricultura, e de captura-recaptura em três grades de 2 ha em mata continua, no Planalto Atlântico Paulista, investigamos o efeito desses três atributos ecológicos sobre o risco de extinção local em espécies de pequenos mamíferos. Utilizamos a abordagem de seleções de modelos e o critério de Akaike (AICc) para avaliar qual das hipóteses existentes na literatura sobre a relação destes atributos com o risco de extinção é mais plausível. Foram realizadas duas seleções de modelos: uma considerando os três atributos para sete espécies; e outra considerando apenas a amplitude de nicho e abundância local para 18 espécies. Os resultados de ambas as seleções indicam a amplitude de nicho como determinante principal do risco de extinção local, que aumenta à medida que a amplitude de nicho diminui. Abundância local apresentou uma importância secundária, com um efeito positivo sobre o risco de extinção, mas que é mais forte para espécies com menor amplitude de nicho. Este resultado é consistente com a idéia de que a abundância local é influenciada pelo grau de especialização e pela capacidade competitiva das espécies, a qual está negativamente relacionada à capacidade de colonização através de uma demanda conflitante. Como a capacidade de dispersão variou pouco entre as espécies estudadas e a capacidade de colonização é determinada também pela taxa de crescimento populacional, é possível que o risco de extinção das espécies de pequenos mamíferos especialistas de habitat seja secundariamente definido pela taxa de crescimento populacional / Anthropogenic disturbances, particularly habitat loss and fragmentation, are considered the main causes of the increased extinction rates observed in the last decades. Since the risk of extinction is extremely variable among species, the ecological determinants of the chance of extinction have been in the center of the debates in the ecological literature. Ecological traits associated with rarity, as niche breadth and local abundance, and dispersal ability are recurrently mentioned in the literature as the main determinants of the risk of local extinction. Using data on occurrence in fragments, continuous forest and areas of agriculture, and on capture-recapture in three 2-ha grids in continuous forest, in the Atlantic Plateau of São Paulo, we investigate the effects of these three ecological traits on the risk of local extinction in small mammals. We used a model selection approach and the Akaike criterion (AICc) to evaluate which of the existing hypotheses on the relationship of these traits with the extinction risk is most plausible. Two model selections were run: one considering the three traits and seven species, and another considering only niche breadth and local abundance and 18 species. The results from both selections point to niche breadth as the main determinant of the risk of local extinction. Local abundance was secondarily important, with a positive effect on extinction risk, which is stronger among the species with smaller niche breadth. This result is consistent with the idea that local abundance is influenced by species degree of ecological specialization and competitive ability, which is negatively related to colonization ability through a trade-off. As dispersal ability varied little among studied species, and colonization ability is also determined by population growth rate, it is possible that the risk of extinction among habitat specialist small mammals is secondarily defined by population growth rate

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Por que as diferentes espÃcies de angiospermas nÃo sÃo igualmente bem-sucedidas em todos os ambientes do planeta? Uma das explicaÃÃes recorrentes à baseada no conceito de trade-off (demanda conflitante). Entende-se por demanda conflitante a relaÃÃo negativa entre traÃos funcionais que nÃo podem ser otimizados simultaneamente pela planta. As variaÃÃes nos traÃos funcionais entre plantas sÃo interpretadas como adaptaÃÃes das espÃcies a condiÃÃes ambientais em resposta à aquisiÃÃo de recursos necessÃrios para seu desenvolvimento. A disponibilidade hÃdrica pode ser considerada o principal fator ambiental que afeta quase todos os processos fisiolÃgicos e fenolÃgicos das plantas de forma direta e/ou indireta, portanto, modula diversas demandas conflitantes. Nosso objetivo principal à o de compreender quais as estratÃgias hidrÃulicas e o comportamento fisiolÃgico em espÃcies decÃduas e sempre verdes em resposta à seca. No primeiro capÃtulo, analisamos a variaÃÃo funcional entre espÃcies decÃduas e sempre verdes para compreender as divergÃncias nas estratÃgias de tolerÃncia e evitaÃÃo à seca. Mensuramos 17 traÃos funcionais foliares em 17 espÃcies decÃduas e cinco sempre verdes. AlÃm disso, mensuramos a condutÃncia estomÃtica (gs), taxa de fotossÃntese por Ãrea e massa (AÃrea/Amassa) e a eficiÃncia instantÃnea e intrÃnseca no uso da Ãgua (EUAi e EUA) durante a estaÃÃo chuvosa. Verificamos que as espÃcies decÃduas exibiram maior Amassa, menor longevidade foliar (LF) e massa foliar especÃfica (MFE) quando comparadas Ãs sempre verdes. EspÃcies decÃduas e sempre verdes apresentaram demanda conflitante entre tolerÃncia à seca e capacidade fotossintÃtica, quanto maior a LF menor a Amassa. Embora as espÃcies decÃduas tenham apresentado maior Amassa e gs do que Ãs sempre verdes, nÃo observamos diferenÃas significativas na EUAi e EUA. As diferenÃas nas estratÃgias de evitaÃÃo e tolerÃncia à seca entre espÃcies decÃduas e sempre verdes sÃo claramente observadas indistintamente à disponibilidade hÃdrica. No segundo capÃtulo, avaliamos se hà divergÃncia ou convergÃncia nas estratÃgias hidrÃulicas em espÃcies decÃduas e sempre verdes e como respondem aos efeitos da seca. Observamos mensalmente a fenologia foliar relacionando-a com o dÃficit de pressÃo de vapor do ar (DPV) e o conteÃdo de Ãgua no solo (CAS). Realizamos mensalmente mediÃÃes do potencial hÃdrico antes do amanhecer e relacionamos com a densidade da madeira (ρwood). Observamos as variaÃÃes no comportamento estomÃtico e no potencial hÃdrico diÃrio, e por fim, mensuramos e comparamos 17 traÃos funcionais foliares entre os grupos fenolÃgicos. A separaÃÃo das espÃcies em grupos baseados apenas na LF fornece boa compreensÃo sobre estratÃgias hidrÃulicas em respostas à seca. EspÃcies decÃduas exibem diferentes estratÃgias (isohÃdrica/anisohÃdrica), independente da ρwood. EspÃcies sempre verdes nÃo exibem diferenÃa de estratÃgia, sendo apenas anisohÃdricas. Consideramos que traÃos hidrÃulicos como o gradiente no potencial hÃdrico entre raÃzes e folhas (ΔΨplanta), o potencial hÃdrico responsÃvel por 50% do fechamento estomÃtico (ΨSC) e a diferenÃa no potencial hÃdrico sazonal (ΔΨsazonal) sÃo chaves para identificaÃÃo de estratÃgias hidrÃulicas em espÃcies de ecossistemas sazonalmente secos / Why the different species of angiosperms not are equally successful in all environments of planet? One recurrent explanation is based in concept of trade-off. It is understood trade-off per the negative relation between functional traits that cannot be optimized simultaneously by the plant. The variations in functional traits between plants are understood how adaptations of the species to environmental conditions in response at resource acquisition necessary for development. The hydric availability can be considerate the main environmental factor that affect almost all physiological and phenological processes of plants of direct and/or indirect form, therefore, modulating various trade-off. Our main goal is understand which hydraulic strategies and the physiology behavior in deciduous and evergreen species in response to drought. In first chapter, we analyzed the functional variation between deciduous and evergreen species for understand the divergence in the strategies of avoidance and tolerance to drought. We measured 17 leaf functional traits in 17 deciduous and five evergreen species. Furthermore, we measured the stomatal conductance (gs), photosynthetic rate based area and mass (Aarea/Amass) and the instantaneous and intrinsic water use efficient (WUEi and WUE) during the rainy season. We checked that the deciduous species exhibited bigger Amass, less leaf lifespan (LL) and leaf specific mass (LSM) when compared with evergreen species. Deciduous and evergreen species showed trade-off between drought tolerance and photosynthetic capacity, the bigger LF is the less the Amass. Although the deciduous species have showed larger Amass and gs than the evergreen species, we do not observed significant difference in WUEi and WUE. The difference in the strategies of drought avoidance and tolerance between deciduous and evergreen species are clearly observed indistinctly to hydric availability. In second chapter, we evaluated if are divergence or convergence in the hydraulic strategies in deciduous and evergreen species and how they respond to effects of the drought. We observed monthly the leaf phenology by relating with the vapor pressure deficit (VPD) and the soil water content (SWC). We performed monthly measurements of water potential predawn and related with the wood density (ρwood). We observed the variation in stomatal behavior and in daily water potential and lastly measurements and compared 17 leaf functional traits between the phenological groups. The separation of species in groups based only LF provides good understanding about hydraulic strategies in response to drought. Deciduous species exhibited different strategies (isohydric/anisohydric) independently of ρwood. Evergreen species do not exhibit difference of strategy, it is only anisohydric. We regard that hydraulic traits how the water potential gradient from roots to shoots (ΔΨplant), the water potential responsible for 50% of stomatal closure (ΨSC) and the difference in seasonal water potential (ΔΨseasonal) are key for identification of hydraulic strategies in species of the seasonally dry ecosystems

Alterações antrópicas nos ecossistemas, em especial a perda e a fragmentação de habitat, são consideradas as principais causas do grande aumento nas extinções de espécies nas últimas décadas. Uma vez que o risco de extinção varia grandemente entre as espécies, os determinantes ecológicos associados à chance de extinção têm sido um tema central e muito debatido na literatura ecológica. Atributos ecológicos relacionados à raridade, como amplitude de nicho e abundância local, e a capacidade de dispersão são recorrentemente citados na literatura como determinantes do risco de extinção local. A partir de dados de ocorrência em fragmentos, matas contínuas e áreas de agricultura, e de captura-recaptura em três grades de 2 ha em mata continua, no Planalto Atlântico Paulista, investigamos o efeito desses três atributos ecológicos sobre o risco de extinção local em espécies de pequenos mamíferos. Utilizamos a abordagem de seleções de modelos e o critério de Akaike (AICc) para avaliar qual das hipóteses existentes na literatura sobre a relação destes atributos com o risco de extinção é mais plausível. Foram realizadas duas seleções de modelos: uma considerando os três atributos para sete espécies; e outra considerando apenas a amplitude de nicho e abundância local para 18 espécies. Os resultados de ambas as seleções indicam a amplitude de nicho como determinante principal do risco de extinção local, que aumenta à medida que a amplitude de nicho diminui. Abundância local apresentou uma importância secundária, com um efeito positivo sobre o risco de extinção, mas que é mais forte para espécies com menor amplitude de nicho. Este resultado é consistente com a idéia de que a abundância local é influenciada pelo grau de especialização e pela capacidade competitiva das espécies, a qual está negativamente relacionada à capacidade de colonização através de uma demanda conflitante. Como a capacidade de dispersão variou pouco entre as espécies estudadas e a capacidade de colonização é determinada também pela taxa de crescimento populacional, é possível que o risco de extinção das espécies de pequenos mamíferos especialistas de habitat seja secundariamente definido pela taxa de crescimento populacional / Anthropogenic disturbances, particularly habitat loss and fragmentation, are considered the main causes of the increased extinction rates observed in the last decades. Since the risk of extinction is extremely variable among species, the ecological determinants of the chance of extinction have been in the center of the debates in the ecological literature. Ecological traits associated with rarity, as niche breadth and local abundance, and dispersal ability are recurrently mentioned in the literature as the main determinants of the risk of local extinction. Using data on occurrence in fragments, continuous forest and areas of agriculture, and on capture-recapture in three 2-ha grids in continuous forest, in the Atlantic Plateau of São Paulo, we investigate the effects of these three ecological traits on the risk of local extinction in small mammals. We used a model selection approach and the Akaike criterion (AICc) to evaluate which of the existing hypotheses on the relationship of these traits with the extinction risk is most plausible. Two model selections were run: one considering the three traits and seven species, and another considering only niche breadth and local abundance and 18 species. The results from both selections point to niche breadth as the main determinant of the risk of local extinction. Local abundance was secondarily important, with a positive effect on extinction risk, which is stronger among the species with smaller niche breadth. This result is consistent with the idea that local abundance is influenced by species degree of ecological specialization and competitive ability, which is negatively related to colonization ability through a trade-off. As dispersal ability varied little among studied species, and colonization ability is also determined by population growth rate, it is possible that the risk of extinction among habitat specialist small mammals is secondarily defined by population growth rate