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Previous issue date: 2016-03-09 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The reduction of water availability in severe drought conditions, e.g. El Niño, can influence the photosynthesis of tree species in the canopy and understory of tropical forests through changes in steps associated with the assimilation of CO2 (e.g. diffusive and photochemical step). However, it is also known that changes in the availability of irradiance along the vertical profile of rainforests can lead to tree species develop different mechanisms of harvesting and use of this resource. Were investigated in trees species of canopy and understory of a Central Amazonian rain forest the seasonality effects in an El Niño year over photosynthetic leaf traits (Chapter 1) and, the mechanisms of irradiance harvesting and use which allowing complementarity in use of this resource in canopy and understory (Chapter 2). In the chapter 1 were investigated photosynthetic leaf traits related to gas exchange (PNmax - light saturated photosynthesis; gs - stomatal conductance; E - leaf transpiration e Rd - leaf dark respiration), leaf chlorophyll concentration, photochemical performance (Fv/Fm - maximal quantum yield of photosystem II; PIABS - performance index, PItotal - total performance index) and leaf contents of nitrogen, phosphorus and potassium, during four seasonal precipitation periods, wet (April), wet/dry transition (July), dry (September) and dry/wet transition (November) in the 57 plants belonging to 52 tree species in the forest canopy and understory environments. PNmax reduced during the dry season due to a strong stomatal limitation. The maintenance of photochemical performance and chlorophyll concentration may have favored the PNmax recuperation during the rainfall events in dry/wet transition season. With respect to leaf nutrients contents, the phosphorus was more related to photosynthesis, while higher potassium accumulation was observed in the understory during the dry season. In the chapter 2, the canopy and understory tree species were compared with respect to mechanisms of irradiance harvesting and use. Therefore, were investigated morphoanatomical (LMA – leaf mass area, leaf tissue thickness) and functional leaf traits (leaf chloroplastid pigments, phosphorus and nitrogen content, chlorophyll a fluorescence parameters and gas exchange). Higher photosynthesis values were related with higher leaf mass area, palisade thickness, leaf nitrogen and phosphorus content and photochemical performance in electron transport steps associated with photosystem I. In the other hand, in the understory a higher chloroplastid pigment concentration, chlorophyll nitrogen partition and maximal quantum efficiency for primary photochemistry improve the irradiance harvesting. These traits together with a reduced leaf dark respiration, provided low light compensation point. In summary, the chapter 1 highlights the dry season photosynthesis reduction primarily provided by stomatal conductance limitation and the maintenance of photosynthetic apparatus even in severe dry conditions. The chapter 2 provides evidence for concluding that tree species in the canopy efficiently use the high available irradiance, while in the understory the irradiance harvesting efficiently and reduced leaf dark respiration ensure the positive carbon budget maintenance. / A redução da disponibilidade hídrica em condições de seca severa, por exemplo El Niño, pode influenciar a fotossíntese em espécies arbóreas no dossel e sub-bosque de florestas tropicais mediante alterações em etapas associadas à assimilação de CO2 (e.g. etapa difusiva e fotoquímica). Mas, sabe-se também que a variação na disponibilidade de irradiância ao longo do perfil vertical de florestas tropicais pode levar as espécies arbóreas a desenvolverem diferentes mecanismos de captação e uso desse recurso. Assim, foram investigados em espécies arbóreas no dossel e sub-bosque de uma floresta ombrófila densa na Amazônia Central os efeitos da sazonalidade, em ano de ocorrência de El Niño, sobre as características fotossintéticas (Capítulo 1) e os mecanismos de captação e uso da irradiância que permitem a complementariedade no uso desse recurso nos ambientes dossel e sub-bosque (Capítulo 2). No capítulo 1 foram investigadas as características fotossintéticas foliares relacionadas às trocas gasosas (PNmax - fotossíntese máxima; gs - condutância estomática; E - transpiração e Rd - respiração foliar no escuro), concentração foliar de clorofila, desempenho fotoquímico (Fv/Fm - eficiência quântica máxima do fotossistema II; PIABS - índice de desempenho na base ABS, PItotal - índice de desempenho total) e os conteúdos foliares de nitrogênio, fósforo e potássio, durante quatro períodos sazonais de precipitação, chuvoso (abril), transição chuvoso/seco (julho), seco (setembro) e transição seco/chuvoso (novembro) em 57 plantas pertencentes a 52 espécies arbóreas nos ambientes de dossel e sub-bosque florestal. PNmax reduziu durante o período seco em função de uma forte limitação estomática. A manutenção do desempenho fotoquímico e concentração de pigmentos cloroplastídicos, ao longo do período seco, pode ter favorecido a recuperação dos valores de PNmax após o retorno da precipitação durante o período de transição seco/chuvoso. O fósforo esteve mais relacionado à fotossíntese ao longo dos períodos investigados, enquanto o maior acúmulo de potássio foi observado no sub-bosque durante o período seco. No capítulo 2, os mecanismos de captação e uso da irradiância foram comparados em espécies arbóreas no dossel e sub-bosque. Para tanto, foram investigadas características morfoanatômicas (MFE - massa foliar específica; espessura de tecidos foliares) e funcionais foliares (teores foliares de pigmentos cloroplastídicos, fósforo e nitrogênio; parâmetros do transiente polifásico de fluorescência da clorofila a e trocas gasosas). Maiores valores de fotossíntese no dossel foram relacionados com maiores valores de massa foliar específica, espessura do parênquima paliçádico, conteúdo foliar de nitrogênio e fósforo e, principalmente, eficiência fotoquímica nas etapas do transporte de elétrons associadas ao fotossistema I. Por sua vez, no sub-bosque uma maior concentração de pigmentos cloroplastídicos, alocação de nitrogênio para clorofilas e eficiência quântica máxima do fotossistema II aprimoraram a captação da irradiância. Essas características, juntamente com reduzida respiração foliar no escuro, proporcionaram menores valores de irradiância no ponto de compensação. Em síntese, o capítulo 1 destaca a redução na fotossíntese durante o período seco em ano com ocorrência de forte El Niño primariamente proporcionada pela redução na condutância estomática, mas com a manutenção da funcionalidade e estrutura do aparato fotossintético mesmo em condições de seca severa. O capítulo 2 fornece evidências que permitem concluir que espécies arbóreas no dossel possuem traços anatômicos e funcionais associados a eficiente utilização da elevada irradiância disponível, enquanto no sub-bosque a eficiência na captação da irradiância dispersamente disponível e a reduzida respiração foliar asseguram a manutenção do balanço positivo de carbono.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:tede/2157 |
| Date | 09 March 2016 |
| Creators | Santos , Victor Alexandre Hardt Ferreira dos |
| Contributors | Ferreira, Marciel José, Gonçalves, José Francisco de Carvalho |
| Publisher | Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, Ciências de Florestas Tropicais (CFT), INPA, Brasil, Coordenação de Pós Graduação (COPG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPA, instname:Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, instacron:INPA |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 1133217029758845732, 600, 600, 600, 3806999977129213183, -2555911436985713659 |
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