Relação do clima com a alocação de carbono estrutural e não estrutural em espécies arbóreas de florestas tropicais

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dc.contributor.advisor1Cuzzuol, Geraldo Rogerio Faustini
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-2055-492X
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6127436626143032
dc.contributor.authorMacieira, Bernardo Pretti Becacici
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0001-8283-2334
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/8848771456041333
dc.contributor.referee1Mielke, Marcelo Schramm
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0001-6930-2902
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9035736743125906
dc.contributor.referee2Milanez, Camilla Rozindo Dias
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0002-9516-2031
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/1288447995978779
dc.contributor.referee3Werner, Elias Terra
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0003-2549-7626
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3268068963656927
dc.contributor.referee4Pezzopane, Jose Eduardo Macedo
dc.contributor.referee4IDhttps://orcid.org/0000000300244016
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/3640768649683482
dc.date.accessioned2024-05-30T00:48:44Z
dc.date.available2024-05-30T00:48:44Z
dc.date.issued2019-09-13
dc.description.abstractTropical forests have a crucial role of the global carbon and climate cycle, cover 10 % of the surface of the Earth and store 25 % of global terrestrial carbon pool. Structural carbon pool (SC) of tree species that make up tropical forests may account 42 – 61 % dry biomass, while non-structural carbon pool (NSC) range for 25 – 35 %. Therefore, it is important to understand the dynamics of SC (cellulose, hemicelluloses and lignin) and NSC (soluble sugars and starch) allocation in tropical tree species, specifically in the face of climate variations, as well as the relationship of water and carbon in a systemic view. The aim of the present study was to evaluate how short-term climate variations modulate the allocation dynamics of SC and NCS in pioneer (Senna multijuga) and non-pioneer (Hymenaea aurea) tropical trees of Atlantic forest (Chapter 1). Another aim of this study was to provide a systemic view of balance between carbon allocation and hydraulics in different populations of tree species Neotropical Hymenaea courbaril distributed in a microclimate and continentalization gradient (Chapter 2). Our results showed that the leaf and wood SC and NSC pools of S. multijuga and H. aurea were influenced by climate variations with trends of higher values in winter. In this season of lower temperature and precipitation, we observed higher levels of soluble sugars (glucose, fructose and sucrose), hemicelluloses and their galactose and glucose monomers in S. multijuga. In this same season, H. aurea showed higher levels of leaf and wood starch and leaf hemicelluloses, including its arabinose monomer. The only carbohydrate that increased in summer was leaf cellulose in H. aurea. Generally, pioneer tree species showed higher levels of NSC in both source and sink organs, while the non-pioneer tree species exhibited higher levels of SC. Systemic view of H. courbaril populations revealed that changes leaf physiology is not necessarily associated with changes in volumetric growth rate, but it may be associated with changes in wood density. It indicates that trees are likely to invest in the addition of SC in a similar volume of wood. Another interesting result shows that trees precisely finely tune the concentrations of some cell-wall monosaccharides, more specifically xylose and mannose. These changes in cellwall composition are also associated with changes in the allocation of NSC likely related to the resilience of trees. We concluded that short-term climate variations influenced the SC and NSC contents and composition of pioneer and non-pioneer tree species increasing the size of these carbon pools in winter. Systemic view of the balance between carbon allocation and tree hydraulics has indicated that changes in leaf-level physiology, including assimilation and stomatal conductance, is a central feature in the coordination between carbon allocation and water transport in trees with important implications for the resilience of trees to climate change.
dc.description.resumoAs florestas tropicais desempenham um papel crucial no ciclo global do carbono e do clima. Estas florestas cobrem 10 % da superfície terrestre e correspondem a 25 % do carbono terrestre global estocados na forma de reservatórios de carbono estrutural (CE) e não estrutural (CNE). Os CE representam 42 – 61 % da massa seca das arbóreas tropicais enquanto os reservatórios de CNE, 25 – 35 %. Daí a importância da investigação da dinâmica de alocação do CE (celulose, hemiceluloses e lignina) e CNE (açúcares solúveis e amido) em espécies arbóreas tropicais, particularmente frente às variações do clima, bem como a relação de água e carbono em uma visão sistêmica. O objetivo do presente estudo foi avaliar como as variações do clima a curto prazo modulam a dinâmica de alocação do CE e CNE em arbóreas tropicais pioneira (Senna multijuga) e não pioneira (Hymenaea aurea) da floresta Atlântica (Capítulo 1). Outro objetivo foi fornecer uma visão sistêmica da relação hídrica com a alocação de carbono em diferentes populações da arbórea Neotropical Hymenaea courbaril distribuídas em um gradiente de continentalização e de microclima (Capítulo 2). Os resultados mostraram que os CE e CNE de folhas e caule de S. multijuga e H. aurea foram influenciados pelas variações do clima, com tendências de maiores valores no inverno. Nessa estação do ano de menor temperatura e precipitação, observou-se maiores teores de açúcares solúveis (glicose, frutose e sacarose), hemiceluloses e seus monômeros galactose e glucose em S. multijuga. Nessa mesma estação do ano, H. aurea mostrou maiores teores de amido foliar e caulinar e de hemiceluloses de folha, incluindo seu monômero arabinose. O único carboidrato que aumentou no verão foi a celulose foliar de H. aurea. No geral, a espécie pioneira apresentou maiores teores de CNE em ambos os órgãos fonte e dreno, enquanto a não pioneira exibiu teores mais elevados de CE. A avaliação sistêmica das populações de H. courbaril revelou que alterações fisiológicas das folhas parecem não ter relação com as taxas de crescimento volumétrico, mas sim com a densidade da madeira. Isso sugere que as árvores provavelmente investirão na adição de CE em um volume semelhante de madeira. Outro resultado inédito mostra que as árvores ajustam com precisão as concentrações de alguns monossacarídeos de parede celular, mais especificamente a xilose e a manose. Estas mudanças na composição da parede celular também foram associadas às alterações na alocação de CNE, provavelmente relacionadas à resiliência das árvores. Concluímos que as variações do clima a curto prazo influenciaram os teores e composição dos CE e CNE das espécies pioneira e não pioneira, aumentando o tamanho desses reservatórios de carbono no inverno. A visão sistêmica do equilíbrio entre a alocação de carbono e a hidráulica da árvore indicou que mudanças na fisiologia ao nível foliar, incluindo a assimilação e a condutância estomática, é uma característica central na coordenação entre a alocação de carbono e o transporte de água nas árvores, com implicações importantes para a resiliência das árvores às mudanças do clima
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/13884
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Biologia Vegetal
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Humanas e Naturais
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Biologia Vegetal
dc.rightsopen access
dc.subjectAçúcares solúveis
dc.subjectAmido
dc.subjectCelulose
dc.subjectFloresta Atlântica
dc.subjectHemiceluloses
dc.subjectMonossacarídeos de parede celular
dc.subjectAtlantic forest
dc.subjectCellulose
dc.subjectCell-wall monosaccharides
dc.subjectHemicelluloses
dc.subjectSoluble sugars
dc.subjectStarch
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqAgronomia
dc.titleRelação do clima com a alocação de carbono estrutural e não estrutural em espécies arbóreas de florestas tropicais
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typedoctoralThesis
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