Plasticidade fenotípica de quatro espécies arbóreas na alocação de biomassa e de características funcionais foliares em resposta a diferentes condições ambientais

dc.contributor.advisor1Souza, Andréa Lúcia Teixeira de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5216112068627151por
dc.contributor.authorVicente, Caroline Pardi
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/6809527018189848por
dc.date.accessioned2022-08-18T12:21:27Z
dc.date.available2022-08-18T12:21:27Z
dc.date.issued2022-07-01
dc.description.abstractForest degradation is characterized by the loss of biomass production, resilience, and resistance of the ecosystem. The level of degradation of these ecosystems varies greatly between degraded areas, generating a great variability in environmental conditions, which compromises the predictability regarding the survival and growth speed of plants reintroduced in forest restoration projects. Several plant species have a wide geographic distribution and can occur in places with different environmental conditions above and below the ground. The morphological and physiological characteristics of plants, which are related to resource use and conservation, may vary with different abiotic conditions and resource availability. This study experimentally evaluated the effect of soil fertility and light availability under nursery and field conditions on the allocation of biomass between aerial parts (leaves and branches), root parts (thick and thin roots) and six functional characteristics of plants: leaf area, specific leaf area, leaf dry matter content, leaf thickness, root mass fraction and relative growth rate, after the first four months of planting. We selected four tree species commonly used in forest restoration, namely Colubrina glandulosa Perkins (Rhamnaceae), Hymenaea courbaril L. (Fabaceae), Myroxylon peruiferum L. f. e Pterogyne nitens Tul. (as três, Fabaceae). In the nursery, we evaluated the effect of fertilization at three levels: the addition of low or high amounts of mineral nutrients (NPK), composed of nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K), and the addition of organic matter to the soil. All fertilization treatments were carried out in full sun and in 75% shading conditions to evaluate the effect of light in conjunction with the effect of fertilization. We also evaluated the response of these plants when introduced in the field, in a deforested area adjacent to a fragment of remaining riparian forest, but with high fertility. The addition of NPK mineral fertilizer in the soil of the bags resulted in higher values of P and K, but not of N, the addition of organic matter resulted in higher values of cation exchange capacity, saturation of pH and N bases in the soil. In all species, plants reached higher biomass in the nursery under high light intensity (full sun) and lower biomass in the field. In general, plants tended to allocate more biomass to leaves and less to fine roots when grown in full sun. The functional characteristics of the plants of the four species responded similarly to different conditions of light, nutrient availability and the field. Light availability strongly influenced the functional attributes of all species, with plants grown in shade showing higher values of specific leaf area and lower values of leaf dry matter content and leaf thickness, thus producing softer and thinner leaves. In the field, plants tended to produce smaller leaves, which may have been a response to water stress. Our results showed that within the same species, plants are able to adjust to low light conditions, forming leaves that are more efficient in light interception, characteristics associated 9 with a more acquisitive strategy, within the foliar economy spectrum model, and when grown in full sun, the plants tended to produce harder and thicker leaves, and therefore longer lasting, which is characteristic of more conservative strategies. The type of fertilization had a little or neglectable effect on the biomass production and the functional attributes of the plants. Plants in the field tended developing leaves with a smaller area, probably as a strategy to reduce the effects of water stress due to the long drought that occurred throughout the time of the experiment. This study demonstrated that all species are quite plastic and that they responded similarly to the availability of light and water, but that the variation in functional attributes in response to environmental conditions was not enough to compensate for the extremes of water and light deficit. Therefore, the functional attributes may reflect the different conditions of resource availability above and below the ground in degraded areas, and the study of the phenotypic plasticity of plants may help to understand the trajectories of plant communities, through greater predictability of biomass production and management strategies in forest restoration projects.eng
dc.description.resumoA degradação de florestas é caracterizada pela perda de produção de biomassa, de resiliência e de resistência do ecossistema. O nível de degradação destes ecossistemas varia muito entre áreas degradadas gerando uma grande variabilidade nas condições ambientais, o que compromete a previsibilidade com relação à sobrevivência e a velocidade de crescimento de plantas reintroduzidas em projetos de restauração florestal. Várias espécies de plantas têm ampla distribuição geográfica e podem ocorrer em locais com diferentes condições ambientais acima e abaixo do solo. As características morfológicas e fisiológica das plantas, que são relacionadas com o uso e conservação de recursos, podem variar com diferentes condições abióticas e disponibilidade de recursos. Este estudo avaliou experimentalmente o efeito da fertilidade do solo e da disponibilidade de luz em condições de viveiro e de campo na alocação da biomassa entre partes aéreas (folhas e ramos) e partes radiculares (raízes grossas e finas) e de seis características funcionais das plantas: área foliar, área foliar específica, conteúdo de matéria seca foliar, espessura foliar, fração da massa de raízes e taxa de crescimento relativo, após os quatro primeiros meses a partir do plantio. Selecionamos quatro espécies arbóreas comumente usadas em restauração florestal, sendo elas Colubrina glandulosa Perkins (Rhamnaceae), Hymenaea courbaril L. (Fabaceae), Myroxylon peruiferum L. f. e Pterogyne nitens Tul. (as três, Fabaceae). No viveiro, avaliamos o efeito da adubação em três níveis: adição de baixa e alta quantidades de nutrientes minerais (NPK), composto por nitrogênio (N), fósforo (P) e potássio (K), ou adição de matéria orgânica no solo, todos os tratamentos de adubação foram conduzidos a pleno sol e a 75% de sombreamento para avaliar o efeito da luminosidade em conjunto com o efeito da adubação. Avaliamos também a resposta destas plantas quando introduzidas em campo, em uma área desmatada adjacente a um fragmento de floresta ripária, mas com alta fertilidade. A adição do adubo mineral NPK no solo dos sacos resultou em maiores valores de P e K, mas não de N, a adição de matéria orgânica resultou em maiores valores de capacidade de troca catiônica, saturação de bases pH e N no solo. Em todas as espécies, as plantas alcançaram maior biomassa no viveiro sob alta intensidade luminosa (a pleno sol) e menor biomassa no campo. De maneira geral, as plantas tenderam a alocar menor quantidade de biomassa para folhas e maior para raízes finas quando cultivadas a pleno sol. As características funcionais das plantas das quatro espécies responderam de forma similar às diferentes condições de luz, de 7 disponibilidade de nutrientes e ao campo. A disponibilidade de luz influenciou fortemente os atributos funcionais de todas as espécies, sendo que plantas cultivadas na sombra apresentaram maiores valores de área foliar específica e menores valores de conteúdo de matéria seca foliar e espessura das folhas, produzindo assim folhas mais macias e finas. No campo, as plantas tenderam a produzir folhas de menor área, o que pode ter sido uma resposta ao estresse hídrico. Assim, os resultados mostraram que dentro de uma mesma espécie, as plantas são capazes de se ajustarem às condições de baixa luminosidade formando folhas mais eficientes na interceptação de luz, características mais associadas à estratégia mais aquisitiva, dentro do modelo do espectro de economia foliar, e quando cultivadas a pleno sol as plantas tenderam a produzir folhas mais duras e espessas, e, portanto, de maior duração o que é característico de estratégias mais conservativas. O tipo de adubação não influenciou, ou influenciou muito pouco, a produção de biomassa e os atributos funcionais das plantas. As plantas no campo tenderam a desenvolver folhas de menor área, provavelmente como estratégia de diminuir os efeitos de estresse hídrico devido à longa estiagem que ocorreu ao longo do período do experimento. Este estudo mostrou que todas as espécies são bastante plásticas e que responderam de forma similar à disponibilidade de luz e de água, mas que a variação nos atributos funcionais em resposta às condições ambientais não foi suficiente para compensar os extremos de déficit hídrico e de luminosidade. Assim, os atributos funcionais podem refletir as diferentes condições de disponibilidade de recursos acima e abaixo do solo de áreas degradadas, e o estudo da plasticidade fenotípica das plantas pode auxiliar no entendimento das trajetórias das comunidades vegetais, através de uma maior previsibilidade da produção de biomassa, e de estratégias de manejo em projetos de restauração florestal.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.description.sponsorshipIdCódigo de Financiamento 001, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior(CAPES)por
dc.identifier.citationVICENTE, Caroline Pardi. Plasticidade fenotípica de quatro espécies arbóreas na alocação de biomassa e de características funcionais foliares em resposta a diferentes condições ambientais. 2022. Dissertação (Mestrado em Ciências Ambientais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/16503.por
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/16503
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCampus São Carlospor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Ambientais - PPGCAmpor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectFertilidade de solopor
dc.subjectLuminosidadepor
dc.subjectCrescimento de plantaspor
dc.subjectSoil fertilityeng
dc.subjectLuminosityeng
dc.subjectPlant growtheng
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIApor
dc.titlePlasticidade fenotípica de quatro espécies arbóreas na alocação de biomassa e de características funcionais foliares em resposta a diferentes condições ambientaispor
dc.title.alternativePhenotypic plasticity of four tree species in the biomass allocation and leaf functional characteristics in response to different environmental conditionseng
dc.typeDissertaçãopor

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