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.

Orientadores: Claudia Regina Baptista Haddad, Fernando Roberto Martins / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-18T12:00:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_Luciano_M.pdf: 1574760 bytes, checksum: 86654daaeda73234eef3076e41dd937f (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Apesar da alta pluviosidade nas florestas tropicais, há grande variação na disponibilidade hídrica para as plantas. Em escala local, essa disponibilidade pode variar dependendo da localização dos indivíduos em clareiras, sua posição no relevo e a composição do solo. Em escala regional, variações relacionadas ao volume e distribuição das chuvas, aliadas às alterações climáticas sazonais, podem também gerar diferentes condições de déficit hídrico, aumentando as taxas de mortalidade das espécies arbóreas mais sensíveis, em especial no estádio de plântula. Considerando o cenário mundial de mudanças climáticas, torna-se urgente a compreensão dos mecanismos que determinam a ecologia das comunidades das florestas tropicais, principalmente em relação aos padrões de chuvas e secas. Neste trabalho analisamos as diferentes estratégias de resistência à seca de plântulas de espécies arbóreas, com o objetivo de entender como diferentes espécies arbóreas respondem à variação da disponibilidade hídrica, de modo a conhecer como essa variação filtra as espécies e conseqüentemente contribui para organizar a comunidade florestal. No primeiro capítulo apresentamos as principais estratégias de resistência à seca e as possíveis abordagens teóricas, descritas na literatura, para plântulas de espécies arbóreas, demonstrando a importância dessas estratégias na distribuição, abundância e coexistência de espécies nas florestas tropicais. As diferenças entre as florestas tropicais úmidas e secas, pelo baixo compartilhamento de espécies e os diferentes graus de resistência à seca apresentados por espécies arbóreas, indicam uma clara diferenciação de nichos. Espécies mais resistentes à seca ocupam, com maior abundância, locais mais secos, quando comparadas às espécies mais sensíveis, tanto em escala local quanto regional. Estratégias de resistência à seca podem ser de dois tipos: de tolerância à dessecação e de evitação à dessecação. No estádio de plântula, estratégias de tolerância parecem ser mais determinantes para a resistência à seca, principalmente a presença de caracteres que conferem tolerância a baixos potenciais hídricos, como resistência à cavitação. No segundo capítulo investigamos a hipótese de que há uma relação entre a abundância de algumas espécies em locais com diferentes intensidades de sombreamento e/ou sua posição na vertente (com provável gradiente hídrico) da Floresta Estacional Semidecídua e a presença de estratégias fisiológicas de trocas de gases relacionadas à resistência à seca. Avaliamos a troca de gases, dessecação e rebrota de plantas de duas espécies tardias (Esenbeckia leiocarpa e Astronium graveolens) e duas espécies pioneiras (Croton floribundus e Aegiphila selowiana) em um experimento de seca súbita em casa de vegetação. Encontramos maior resistência à seca nas espécies com maior abundância e de estádio sucessional tardio (E. leiocarpa e A. graveolens). A resistência à seca esteve associada às menores taxas de troca de gases, e as espécies com maior aproveitamento fotossintético exibiram menor resistência à seca. Essas espécies ocorrem mais abundantemente nos sítios de ocupação menos sombreados, reforçando a teoria de uma demanda conflitante para espécies que ou investem em resistência à seca ou na capacidade de aproveitamento de luz. A disponibilidade sazonal de água, assim como a diferença de luz entre as diferentes ecounidades, pode explicar a coexistência das espécies na floresta estacional / Abstract: The rainfall is high in tropical forests, but there is great variation in water availability to plants. On a local scale, this availability may vary depending on the location of individuals in gaps, their position in the landscape and soil composition. On a regional scale, variations related to the volume and distribution of rainfall, coupled with seasonal climatic changes, can also generate different water stress conditions, increasing the mortality rates of tree species most sensitive, especially at the seedling stage. Considering the global scenario of climatic changes, it is imperative to understand the mechanisms that determine the ecology of communities of tropical forests, especially in relation to patterns of rainfall and drought. We examined different strategies of drought resistance of seedlings of tree species, to determine the organization of the community and the contribution of water availability to the selection of species in these forests. The first chapter presents a review of the principal studies available on strategies for drought resistance in seedlings of tree species and the possible theoretical approaches, demonstrating the increasing importance of these studies for understanding the processes that determine the distribution, abundance and species coexistence in tropical forests. The differences between wet and dry tropical forests, in view of the low number of species in common and the different degrees of drought resistance presented by the tree species present, show a clear differentiation of niches. Species more resistant to drought present higher abundance in drier sites, compared to more sensitive species, at local and regional levels. Strategies for drought resistance may be of two kinds: desiccation tolerance and avoidance of desiccation. In the seedling stage tolerance strategies seem to be more crucial for resistance to drought, especially the presence of characteristics that confer tolerance to low water potentials, as resistance to cavitation. In the second chapter we investigated the hypothesis that there is a relationship between the existence of abundant species only at certain sites of the semi-deciduous forest and the presence of physiological strategies of gas exchange related to drought resistance. We evaluated the gas exchange process and desiccation and regrowth of plants of four species (Esenbeckia leiocarpa, Astronium graveolens, Croton floribundus and Aegiphila selowiana), during a sudden drought experiment in a greenhouse. E. leiocarpa, A. graveolens are late-successional species and C. floribundus and A. selowiana are pioneers species. We found greater resistance to drought in the most abundant and latesuccessional species. The drought resistance was associated with lower rates of gas exchange. Species with higher photosynthetic efficiency showed lower resistance to drought. These species occur most abundantly on sites less shaded, reinforcing the theory of a trade off between investment in drought resistance and ability to use light. The seasonal availability of water, similarly to differences between light of different eco-units, can explain species coexistence in the tropical seasonal forest / Mestrado / Biologia Vegetal / Mestre em Biologia Vegetal