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Previous issue date: 2015-11-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Storms producing high winds are frequent and major natural disturbance events in the
Central and Western Amazon, affecting forest structure and diversity at the landscape level.
The stability of Amazonian tree species against storm-induced wind-throw has never been
evaluated using direct experimental approaches such as winching. This has typically been
related to the distribution of wind speeds, butt little is known about difference in the
susceptibility to wind damage cause by site-related difference in growth form. Previous work
in the Central Amazon found that tree mortality caused by storm-induced blowdowns,
primarily by snapping and uprooting, was highest on plateaus and slopes, while much lower
in valley forests. In this study we investigated the critical turning moments (Mcrit) of 60 trees,
ranging from 19.0 to 41.1 cm in diameter at breast height (DBH) and located in different
topographic positions, using a cable-winch load-cell system. Our approach used torque as a
measure of tree failure to a point of no return (snapping or uprooting). Size controlled
variation in Mcrit was quantified for cardeiro (Scleronema mincranthum (Ducke) Ducke),
mata-matá (Eschweilera spp.), and a random selection of trees across a number of species.
Our analysis of Mcrit revealed that tree resistance to failure increased with size and differed
among species, but no effects of topography or failure mode were found for the species
groups either separately or pooled. For the random species, total explained variance increased
from an R2 of 0.49 for DBH alone, to 0.68 when including both DBH and stem wood density
(SWD) in a multiple regression model. For the random selection of trees those that have
interlocked grain seems not to increase Mcrit whit increases in size ,when compared to similar
sized trees with other grain orientation. The slenderness factor (total tree height/DBH, both in
m) influence Mcrit for the different groups, overall values bellow 80 show higher resistance.
Depending on the size attribute (DBH or above ground biomass (AGB)) for similar sized trees
on group is just more resistant than the others. This mechanics approach allows the
comparison of tree vulnerability induced by wind damage across ecosystems and facilitates
the use of forest structural information in ecosystems models. Our results indicate that
topographic differences in wind-throw vulnerability are likely due to elevational differences
in wind velocities and crown exposure, rather than by differences in soil properties related to
topography / Tempestades convectivas com fortes rajadas de vento são distúrbios naturais e eventos
frequentes na porção central e oeste da Amazônia, afetando a estrutura florestal e sua
diversidade em nível de paisagem. A estabilidade de diferentes espécies arbóreas da
Amazônia, relacionadas à queda por vento ainda não haviam sido avaliadas usando
abordagens experimentais diretas, tais como a prática de guinchar árvores manualmente. A
estabilidade arbórea tem sido previamente relacionada à distribuição e velocidade do vento,
mas pouco ainda se sabe sobre as diferenças de susceptibilidade ao vento causada por
diferenças de ambiente e formas de crescimento. Estudo prévio na Amazônia Central reportou
mortalidade arbórea induzida pelo vento, principalmente por ruptura do tronco e
desenraizamento em áreas de encostas e platôs, com menores taxas de mortalidade em áreas
de baixio. Nesse estudo foi investigado o momento crítico de queda (Mcrit) de 60 árvores,
entre 19,0 cm e 41,1 cm em diâmetro à altura do peito (DAP), localizadas em diferentes
posições topográficas, usando um sistema composto por fitas, cabo de aço, tirfor de mão e
célula de carga. Essa abordagem usa o torque como uma medida de falha na árvore, na qual
um ponto sem retorno é atingido (ruptura do tronco ou desenraizamento). O tamanho das
árvores controlou a variação no Mcrit quantificada para cardeiro (Scleronema mincranthum
(Ducke) Ducke), mata-matá (Eschweilera spp.), e uma seleção aleatória de espécies arbóreas.
As análises de Mcrit revelaram que a resistência arbórea à falha aumentou com o tamanho das
árvores e diferiu entre grupos de espécies estudados, porém não foi detectado efeito da
topografia ou modo de falha (ruptura do tronco ou desenraizamento) para os grupos
estudados, tanto individualmente ou quando agrupados. Para a seleção aleatória de espécies
arbóreas, a variância total explicada aumentou de um R2 de 0,49 com uso apenas do DAP,
para 0,68 quando tanto o DAP e a média ponderada para a densidade do tronco (Dtronco)
foram incluídos em um modelo de regressão múltipla. Dentro do grupo escolhido de forma
aleatória, para as espécies que apresentam grã do tipo revessa, menores valores no Mcrit foram
reportados quando comparadas a árvores de tamanho similar que apresentem as fibras em
outra direção. A esbelteza (relação entre a altura total/DAP, ambas em m) teve influência no
Mcrit para os diferentes grupos, de maneira geral valores inferiores a 80 apresentam maior
resistência. Dependendo da variável utilizada (DAP ou biomassa acima do solo (BA)), para
árvores de similar tamanho, um grupo é simplesmente mais resistente que os demais. Esta
abordagem mecânica permite a comparação da vulnerabilidade arbórea, induzida por danos
relacionados ao vento entre ecossistemas, facilitando o uso de informações estruturais das
florestas em modelagem de ecossistemas. Os resultados indicam, que a vulnerabilidade de
árvores a mortalidade induzida por vento, nas diferentes posições topográficas, são
provavelmente devido às diferenças em elevação relacionadas a velocidades do vento e a
exposição das copas das árvores e não por diferenças de propriedades do solo relacionadas
com a topografia.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:tede/2230 |
| Date | 30 November 2015 |
| Creators | Ribeiro, Gabriel Henrique de Mello |
| Contributors | Chambers, Jeffrey Q. |
| 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/doctoralThesis |
| 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, 2075167498588264571 |
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