Heloisa Bortolin Bruno
O uso de características funcionais ao longo de gradientes ambientais, por exemplo, de impacto antrópico, tem sido uma abordagem amplamente utilizada recentemente. Características funcionais são indicadores de estratégias ecológicas que se relacionam no âmbito de espectros econômicos multivariados (Wright et al., 2004). Mais específico para o meu trabalho, utilizo o espectro econômico foliar (EEF), sendo ele um gradiente de estratégias mais conservativas (Slow) ou mais aquisitivas (Fast) e o custo de construção da folha é um aspecto central dessa abordagem.
Pensando nesse aspecto central, podemos falar sobre a área foliar específica (AFE; unidade de área foliar por massa seca) e sobre o conteúdo de matéria seca foliar (CMSF; massa seca por massa túrgida), importantes características foliares, pois são parâmetros para observar qual o foi investimento em estrutura da planta, sendo esses papéis chave na determinação da posição das espécies ao longo LES. Outra característica foliar também importante é o conteúdo de lignina, um polímero de polifenóis que fortalece e impermeabiliza a parede celular de células especializadas na planta, tal como células do xilema e venação foliar (Poorter et al., 2009).
Meu trabalho tem como objetivo analisar o conteúdo de lignina nas folhas das espécies arbóreas dominantes ao longo do gradiente de perturbação antrópica na Mata Atlântica do Estado de São Paulo buscando integrar aspectos da estrutura foliar com o EEF. Minha área de estudo é uma transecção da Serra do Mar (parcelas dentro do Parque Estadual Serra do Mar/Núcleo de Santa Virgínia (PESM/NSV) – florestas avançadas e secundárias) até o vale do Paraíba (fragmentos com diferentes graus de interferência humana- florestas perturbadas).
A funcionalidade de um ecossistema pode ser avaliada através da análise de características foliares, uma vez que os processos que modulam o grau de resposta de uma planta em escala foliar podem ser extrapolados para níveis ecológicos mais elevados e como consequência, maior poder de previsão sobre os efeitos das alterações bióticas e abióticas sobre as comunidades vegetais.
Em cada área de estudo são coletados durante o período de verão, três indivíduos das espécies que compõe 70% da área basal total (PAP> 30 cm), utilizando-se poda alta ou escalador.
Três folhas de cada ramo dos indivíduos e espécie selecionadas são avaliadas quanto a área foliar (AF) através de medidor de área foliar LiCor-3000.
Posteriormente, essas folhas são colocas dentro de um saco com água e deixadas por 24hrs submersas. Após esse período elas são pesadas em balança analítica para assim obter a massa foliar túrgida (MFT).
Em seguida essas folhas são secas a 60ºC até peso constante para obtenção da massa foliar seca (MFS).
A partir desses dados é possível calcular o conteúdo de matéria seca foliar (MFS(g)/MFT(g)) e Área foliar específica (AFm²/MFS(g)).
Um conjunto de folhas dos mesmos indivíduos utilizados nos parâmetros acima, são moídas em moinho de bola Retch MM400 e a seguir submetidas a análise de conteúdo de lignina através da metodologia descrita em Van Acker et al., (2013). A metodologia consiste em extração e descarte do material solúvel em agua, álcool e solventes orgânicos da amostra, e, em seguida, a parede celular purificada é quantificada através do método otimizado para pequenas amostras através da digestão por acetil-bromide e com leitura em espectrofotômetro.
Pude concluir que o uso da Lignina como característica funcional no eixo da economia foliar mostrou-se de grande importância para a melhor delimitação quanto ao investimento em estrutura em espécies com estratégias conservativas. O trabalho como um todo, representa um levantamento raro feito em florestas tropicais, ligando aspectos funcionais a aspectos estruturais foliares específicos, como a Lignina, na compreensão do funcionamento ecofisiológico de florestas da Mata Atlântica.
Para finalizar, além de indicar o estágio sucessional das plantas, as análises feitas em meu mestrado poderão ajudar na escolha das plantas mais adaptáveis em caso de manejo e restauração de florestas. Sendo assim, se observarmos os níveis de desmatamento, percebemos a importância de estudos como este, que acabam por auxiliar em melhores opções quando se pretende restaurar uma área degradada.
Aspectos funcionais do conteúdo de lignina foliar em árvores da Mata Atlântica-SP
ABSTRACT
The process of fragmentation has promoted great degradation of the Atlantic Forest biome, considered extremely threatened. Forests are intensely converted into areas for anthropic use, leading to intense fragmentation that, among other effects, changes their species composition and ecosystem functioning. Understanding forest conditions at multiple ecological scales and their successional stages is a basic condition for successful conservation and management policies to be implemented and prioritized. Resource use strategies, which favor the survival and perpetuation of the species, are fundamental components in the establishment of forests at different levels of disturbance. In this context, a functional traits approach – which relates the role of leaf structure, such as lignin, to photosynthesis and nutrient content – may help to understand the strategies of species linked to different levels of disturbance. In order to characterize the functional strategies presented by the Atlantic Forest tree species, we sampled 70% of the basal area of continuous forests (mature, FM and secondary, FS) in the Parque Estadual Serra do Mar region, and fragments of forests distributed along the São Luis do Paraitinga-Taubaté cities transect. Each species selected was sampled through three individuals, with two leaves each, for the following parameters: Lignin content, Specific leaf area (AFE), Leaf dry matter content (CMSF), Carbon assimilation with saturating light (Asat) and Foliar C and N content. Thus, it was tested if (1) the structural-functional characteristics as foliar lignin, AFE, CSMF-Asat and nutrient content vary in the two forest areas studied; (2) if the observed correlations between the parameters characterize the acquisitive and conservative extremes along a leaf economical axis, and (3) how forests (continuous and fragmented) are characterized in these functional strategies within the EEF (Leaf economic spectrum). The differences between FM and FS were confirmed, with FM presenting higher values of Lignin, CMSF and C foliar, due to the presence of later species. In fragmented areas, partial variation of CF was observed, but no ecological explanation, as there was any difference between the border and the interior of the same. Correlations in both areas were positive between Asat, N and AFE and between lignin content, CMSF and C and negative when associated with each other, indicating opposite strategies regarding the use of available resources. In the species scale it was possible to observe FM in the conservative axis and FS in the acquisition axis along the EEF. In the fragments it was only possible to note the difference in the strategies of the species when analyzed in groups of ecological succession, and as expected, most of the late secondary species remained along conservative strategies, with high LIG and CMSF values. Finally, studies that characterize ecophysiological responses, especially from the standpoint of leaf structure and its determinants, in different types of environmental areas are essential for the development of tools for the conservation of tropical forests, such as the Atlantic Forest.
Keywords: Lignin; functional traits; leaf economic spectrum; Atlantic Forest
RESUMO
O processo de fragmentação de florestas vem promovendo grande degradação do bioma Mata Atlântica, considerado extremamente ameaçado. Florestas são intensamente convertidas em áreas voltadas para uso antrópico, levando a intensa fragmentação que, entre outros efeitos, altera sua composição de espécies e funcionamento dos ecossistemas. A compreensão das condições das florestas em múltiplas escalas ecológicas e do estágio sucessional das mesmas é uma condição básica para que políticas de conservação e manejo sejam executadas e priorizadas com sucesso. As estratégias de uso de recursos, que favorecem a sobrevivência e perpetuação da espécie, são componentes fundamentais no estabelecimento das florestas em diferentes níveis de perturbação. Nesse contexto, uma abordagem de características funcionais- que relacione o papel da estrutura foliar, como da lignina, com a fotossíntese e o teor de nutrientes- pode ajudar a compreender sobre as estratégias das espécies ligadas a diferentes níveis de perturbação. Com o objetivo de caracterizar as estratégias funcionais apresentadas pelas espécies arbóreas da Mata Atlântica, foram amostradas espécies que compõem 70% da área basal de florestas contínuas (maduras, FM e secundárias, FS), na região do Parque Estadual Serra do Mar, e fragmentos de florestas distribuídos ao longo do transecto São Luis do Paraitinga-Taubaté. Cada espécie selecionada foi amostrada através de três indivíduos, com duas folhas cada, para os seguintes parâmetros: Conteúdo de lignina (LIG), Área foliar específica (AFE), Conteúdo de matéria seca foliar (CMSF), Assimilação de carbono com luz saturante (Asat) e Conteúdo de C foliar (C) e N foliar (N). Dessa forma, foi testado se (1) as características funcionais estruturais- LIG, AFE, CSMF- Asat e conteúdo de nutrientes variam nas duas áreas florestais estudadas; (2) se as correlações observadas entre os parâmetros caracterizam os extremos aquisitivo e conservativo ao longo de um eixo econômico foliar e (3) como as florestas (contínuas e fragmentadas) se caracterizam nessas estratégias funcionais no âmbito do Espectro Econômico Foliar (EEF). As diferenças entre FM e FS foram confirmadas, com FM apresentando maiores valores de LIG, CMSF e C foliar, devido à presença de espécies mais tardias. Nas áreas fragmentadas, foi observada variação parcial das características funcionais, não havendo um padrão nessas mudanças, assim como não houve diferença entre a borda e interior dos mesmos. As correlações em ambas as áreas foram positivas entre Asat, N e AFE e entre LIG, CMSF e C e negativas quando associadas entre si, indicando estratégias opostas em relação ao uso de recursos disponíveis. Na escala das espécies foi possível observar a FM no eixo conservativo e a FS no eixo aquisitivo ao longo do EEF. Nos fragmentos só foi possível notar a diferença de estratégias das espécies quando analisadas em grupos de sucessão ecológica, e como o esperado, a maioria das espécies secundárias tardias permaneceram ao longo das estratégias conservativas, com altos valores de LIG e CMSF. Por fim, estudos que caracterizam respostas ecofisiológicas, em especial sob a ótica da estrutura foliar e seus determinantes, em diferentes tipos de áreas ambientais são essenciais para o desenvolvimento de ferramentas para conservação das florestas tropicais, como a Mata Atlântica.
Palavras-chave: Lignina; Características foliares; Espectro econômico foliar; Mata Atlântica
Heloisa Bortolin Bruno
Aspectos funcionais do conteúdo de lignina foliar em árvores da Mata Atlântica-SP
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