RESUMO
The effects of climate change on tropical forests will depend on how diverse tropical tree species respond to drought. Current distributions of evergreen and deciduous tree species across local and regional moisture gradients reflect their ability to tolerate drought stress, and might be explained by functional traits. We measured leaf water potential at turgor loss (i.e. 'wilting point'; πtlp ), wood density (WD) and leaf mass per area (LMA) on 50 of the most abundant tree species in central Panama. We then tested their ability to explain distributions of evergreen and deciduous species within a 50 ha plot on Barro Colorado Island and across a 70 km rainfall gradient spanning the Isthmus of Panama. Among evergreen trees, species with lower πtlp were associated with drier habitats, with πtlp explaining 28% and 32% of habitat association on local and regional scales, respectively, greatly exceeding the predictive power of WD and LMA. In contrast, πtlp did not predict habitat associations among deciduous species. Across spatial scales, πtlp is a useful indicator of habitat preference for tropical tree species that retain their leaves during periods of water stress, and holds the potential to predict vegetation responses to climate change.
Assuntos
Folhas de Planta , Árvores , Colorado , Secas , Panamá , Clima Tropical , ÁguaRESUMO
Hydrological processes in forest stands are mainly influenced by tree species composition and morpho-physiological characteristics. Few studies on anatomical patterns that govern plant hydraulics were conducted in tropical forest ecosystems. Thus, we used dye immersion to analyze sapwood area patterns of 34 trees belonging to 26 species from a terra firme forest in the central Brazilian Amazon. The sapwood area was related with wood anatomy and tree size parameters (diameter-at-breast-height - DBH, total height and estimated whole-tree volume). Exponential allometric equations were used to model sapwood area using the biometrical variables measured. Sapwood area traits (cross-section non-uniformity and heartwood visibility) varied significantly among and within species even though all were classified as diffuse porous. DBH was strongly and non-linearly correlated with sapwood area (R 2 = 0.46, P < 0.001), while no correlation was observed with vessel-lumen diameter (P = 0.94) and frequency (P = 0.58). Sapwood area and shape were also affected by the occurrence of vessel obstruction (i.e., tyloses), hollow stems and diseases. Our results suggest that sapwood area patterns and correlated variables are driven by intrinsic species characteristics, microclimate and ecological succession within the stand. We believe that individual tree sapwood characteristics have strong implications over water use, hydrological stand upsaling and biomass quantification. These characteristics should be taken into account (e.g., through a multi-point sampling approach) when estimating forest stand transpiration in a highly biodiverse ecosystem. (AU)
Processos hidrológicos de povoamentos florestais são predominantemente influenciados pela composição de espécies arbóreas e suas características morfo-fisiológicas. No entanto, existem poucos estudos sobre os padrões anatômicos que determinam o sistema hidráulico de plantas em ecossistemas tropicais. Por isso, nosso objetivo foi o de analisar os padrões da área do xilema ativo em 34 árvores de 26 espécies de uma floresta de terra firme na Amazônia central por meio de imersão em solução de corante. A área do xilema ativo foi relacionada a características autoecológicas das espécies, anatomia da madeira e parâmetros de crescimento (diametro à altura do peito - DAP, altura total e volume total). Equações alométricas exponenciais foram utilizadas para ajustar a área do xilema às variáveis medidas. Características do alburno (área transversal não-uniforme e visibilidade do cerne) variaram significativamente entre e dentro de espécies, apesar de que todas as espécies apresentaram vasos difusos. DAP foi fortemente e não-linearmente correlacionado à área do alburno (R 2 = 0,46; P < 0,001), enquanto diâmetro (P = 0,94) e frequência (P = 0.58) de vasos não apresentaram nenhum grau de relacionamento. O tamanho e forma do alburno foram afetados pela ocorrência de obstrução de poros (tilose) e troncos ocos. Estes padrões sugerem que a área do xilema é influenciada por características intrínsicas de cada espécie, microclima e estágio sucessional dentro do povoamento. Nossos resultados implicam que características individuais de árvores podem fortemente influenciar o transporte de água e, consequentemente, os processos hidrológicos e a quantificação de biomassa do povoamento. Essas caracteristicas deveriam ser consideradas (por exemplo, por meio da coleta de amostras da área do xilema ativo ao longo da área transversal) ao estimar-se a transpiração de uma floresta altamente biodiversa.(AU)
Assuntos
Madeira/anatomia & histologia , Xilema/anatomia & histologia , Brasil , Recursos Hídricos , Ecossistema AmazônicoRESUMO
Hydrological processes in forest stands are mainly influenced by tree species composition and morpho-physiological characteristics. Few studies on anatomical patterns that govern plant hydraulics were conducted in tropical forest ecosystems. Thus, we used dye immersion to analyze sapwood area patterns of 34 trees belonging to 26 species from a terra firme forest in the central Brazilian Amazon. The sapwood area was related with wood anatomy and tree size parameters (diameter-at-breast-height - DBH, total height and estimated whole-tree volume). Exponential allometric equations were used to model sapwood area using the biometrical variables measured. Sapwood area traits (cross-section non-uniformity and heartwood visibility) varied significantly among and within species even though all were classified as diffuse porous. DBH was strongly and non-linearly correlated with sapwood area (R 2 = 0.46, P < 0.001), while no correlation was observed with vessel-lumen diameter (P = 0.94) and frequency (P = 0.58). Sapwood area and shape were also affected by the occurrence of vessel obstruction (i.e., tyloses), hollow stems and diseases. Our results suggest that sapwood area patterns and correlated variables are driven by intrinsic species characteristics, microclimate and ecological succession within the stand. We believe that individual tree sapwood characteristics have strong implications over water use, hydrological stand upsaling and biomass quantification. These characteristics should be taken into account (e.g., through a multi-point sampling approach) when estimating forest stand transpiration in a highly biodiverse ecosystem.(AU)
Processos hidrológicos de povoamentos florestais são predominantemente influenciados pela composição de espécies arbóreas e suas características morfo-fisiológicas. No entanto, existem poucos estudos sobre os padrões anatômicos que determinam o sistema hidráulico de plantas em ecossistemas tropicais. Por isso, nosso objetivo foi o de analisar os padrões da área do xilema ativo em 34 árvores de 26 espécies de uma floresta de terra firme na Amazônia central por meio de imersão em solução de corante. A área do xilema ativo foi relacionada a características autoecológicas das espécies, anatomia da madeira e parâmetros de crescimento (diametro à altura do peito - DAP, altura total e volume total). Equações alométricas exponenciais foram utilizadas para ajustar a área do xilema às variáveis medidas. Características do alburno (área transversal não-uniforme e visibilidade do cerne) variaram significativamente entre e dentro de espécies, apesar de que todas as espécies apresentaram vasos difusos. DAP foi fortemente e não-linearmente correlacionado à área do alburno (R 2 = 0,46; P < 0,001), enquanto diâmetro (P = 0,94) e frequência (P = 0.58) de vasos não apresentaram nenhum grau de relacionamento. O tamanho e forma do alburno foram afetados pela ocorrência de obstrução de poros (tilose) e troncos ocos. Estes padrões sugerem que a área do xilema é influenciada por características intrínsicas de cada espécie, microclima e estágio sucessional dentro do povoamento. Nossos resultados implicam que características individuais de árvores podem fortemente influenciar o transporte de água e, consequentemente, os processos hidrológicos e a quantificação de biomassa do povoamento. Essas caracteristicas deveriam ser consideradas (por exemplo, por meio da coleta de amostras da área do xilema ativo ao longo da área transversal) ao estimar-se a transpiração de uma floresta altamente biodiversa.(AU)
RESUMO
Nonstructural carbon (NSC) reserves act as buffers to sustain tree activity during periods when carbon (C) assimilation does not meet C demand, but little is known about their age and accessibility; we designed a controlled girdling experiment in the Amazon to study tree survival on NSC reserves. We used bomb-radiocarbon (14 C) to monitor the time elapsed between C fixation and release ('age' of substrates). We simultaneously monitored how the mobilization of reserve C affected δ13 CO2 . Six ungirdled control trees relied almost exclusively on recent assimilates throughout the 17 months of measurement. The Δ14 C of CO2 emitted from the six girdled stems increased significantly over time after girdling, indicating substantial remobilization of storage NSC fixed up to 13-14 yr previously. This remobilization was not accompanied by a consistent change in observed δ13 CO2 . These trees have access to storage pools integrating C accumulated over more than a decade. Remobilization follows a very clear reverse chronological mobilization with younger reserve pools being mobilized first. The lack of a shift in the δ13 CO2 might indicate a constant contribution of starch hydrolysis to the soluble sugar pool even outside pronounced stress periods (regular mixing).