Vítor Hugo Melo de Almeida
Em 27 de Abril de 2017, Vítor Almeida, aluno de mestrado do programa de Pós- Graduação em Biodiversidade Vegetal e Meio Ambiente do Instituto de Botânica, bolsista FAPESP, defendeu sua Dissertação de Mestrado intitulada, “Características foliares associadas à resistência à seca em um gradiente de perturbação antrópica na Mata Atlântica, SP”.
A banca examinadora foi presidida pelo seu orientador, PqC. Dr. Marcos Pereira Marinho Aidar e composta pelo Prof. Dr. Sergio Meirelles Tadeu (Departamento de Ecologia- USP) e pelo PqC. Dr. Marco Aurélio Silva Tiné (Núcleo de Pesquisa em Fisiologia e Bioquímica de Plantas – IBt/SP).
O trabalho procurou entender como as mudanças causadas pela fragmentação, resultante da conversão de florestas para uso da terra, afetam a assinatura funcional das espécies arbóreas da Mata Atlântica, em relação ao uso da água e a estrutura foliar. Além disso, o trabalho elucidou como esses dois aspectos da folha estão relacionados e como podem ser traduzidos em estratégias ecológicas, no contexto de uso da terra.
Características foliares associadas à resistência à seca em um gradiente de perturbação antrópica na Mata Atlântica, SP
ABSTRACT
The luxurious Atlantic Forest has one of the world’s largest biodiversity, where lives more than half of the Brazilian’s population. Also, it is one of the most threatened tropical forests. This is mainly due to forest conversion into crop and pasture, leading to an intense forest fragmentation, which, among other effects, changes their species composition and functioning. Thus, this scenario represents a natural laboratory for investigating the consequences of land use on the structure and function of human-modified tropical forest on multiple ecological scales. The resource strategies along environmental gradients are fundamental components in forest establishment at different disturbance levels. In this context, a functional trait, predictive and general, approach, relating the role of leaf structure with drought tolerance can improve understanding on species strategies associated with different disturbance levels. Thus, it was tested if (1) drought resistance – i.e., lower turgor loss point (ψppt), high elasticity modulus (ε) and osmotic potential at full turgor (π0) are linked with high leaf mass area (LMA) and leaf density (LD), and if leaf thickness (LT) reflects a high leaf capacitance at full turgor (CFT); (2) if the fragments have a functional trait composition of greater drought tolerance, and also show different water use strategies, in species and community scales. Species that make up 70% of basal area in continuous (old-growth and secondary, Serra do Mar State Park) and fragmented forests along São Luis do Paraitinga-Taubaté transect were sampled. A functional link between leaf structure and hydraulics was partially confirmed by a significant correlation between ψppt and LD, differently from that expected for CTM and LT. Among the hydraulic traits, high elasticity was associated with high water storage, but low drought tolerance. The results reflected potential two water use strategies: one association with tolerance, and another one related to drought survival. In the species scale, these strategies are independent of the scleromorphism axis (defined by LD), which was more efficient in distinguish continuous forest to fragmentes. At the community scale, there was no dominance of any contrasting functional type in old-growth forest, related to water use. In the fragments, there was a separation between drought tolerance and drought survival – the latter being possibly explained by the initial successional stage, with high capacitance dominance and low LMA, potentially more vulnerable to periods of abnormally greater dry period. There is an apparent similarity related to water use between old-growth forest and diverse fragments, and secondary forest and fragments with high dominance. Finally, studies addressing the ecophysiological response, especially from the leaf hydraulics and their determinants, in a land-use context, are essential for the development of tools for tropical forest, such as the Atlantic Forest.
Keywords: leaf water relations, functional traits, Atlantic Forest, fragmentation
RESUMO
A exuberante Mata Atlântica possui uma das maiores biodiversidades do mundo, onde vive mais da metade da população brasileira, e uma das florestas tropicais mais ameaçadas do mundo. Isso se deve, sobretudo, à conversão de florestas em terras agrícolas e pastagem, levando a intensa fragmentação de florestas que, entre outros efeitos, altera sua composição de espécies e funcionamento. Assim, esse cenário representa um laboratório natural de investigação das consequências do uso da terra na estrutura e função de florestas modificadas pelo homem, em múltiplas escalas ecológicas. As estratégias de uso de recursos ao longo de gradientes ambientais são componentes fundamentais no estabelecimento das florestas em diferentes níveis de perturbação. Nesse contexto, uma abordagem de características funcionais – preditiva e com poder de generalidade – que relacione o papel da estrutura foliar com resistência à seca – pode ajudar a compreender as estratégias das espécies ligadas a diferentes níveis de perturbação. Dessa forma, foi testado se (1) resistência à seca – i.e., menor ponto de perda de turgor (ψppt), alto módulo de elasticidade (ε) e potencial osmótico na hidratação máxima (π0) estão ligadas a alto investimento estrutural – alta massa foliar específica (MFE) e densidade foliar (DF), e se a espessura foliar (EF) reflete uma alta capacitância foliar no turgor máximo (CTM); (2) se fragmentos apresentam uma composição funcional de maior resistência à seca dessas características, e portanto apresentam diferentes estratégias do uso da água, na escala das espécies e comunidades. Foram amostradas espécies que compõem 70% da área basal de florestas contínuas (madura, FS e secundária, FS), na região do Parque Estadual Serra do Mar, e fragmentos de florestas distribuídos ao longo do transecto São Luis do Paraitinga- Taubaté. A ligação funcional entre estrutura e hidráulica foliar foi parcialmente confirmada pela correlação significativa entre ψppt e DF, diferentemente do esperado para CTM e EF. Entre as características hidráulicas, alta elasticidade foi associada com alto estoque de água, mas baixa resistência à seca. Os resultados refletiram potenciais duas estratégias do uso da água: uma associada a resistência, e outra voltada para evitação à seca. Na escala das espécies, essas estratégias são independentes do eixo de escleromorfismo (definido pela DF), que foi mais eficiente em distinguir florestas contínuas de fragmentos. Na escala da comunidade, não houve dominância de nenhum tipo funcional contrastante na FM em relação ao uso da água. Nos fragmentos, houve uma separação entre resistência e evitação à seca – sendo o ultimo possivelmente explicado pelo estágio sucessional inicial, com dominância de alta capacitância, baixa MFE, potencialmente mais vulneráveis a períodos de secas anormalmente maiores. Há uma aparente similaridade em relação ao uso da água entre floresta madura e fragmentos diversos, e entre floresta secundária e fragmentos com alta dominância. Por fim, estudos que enderecem a resposta ecofisiológica, em especial sob a ótica da hidráulica foliar e seus determinantes, em um contexto de uso da terra, são essenciais para o desenvolvimento de ferramentas para conservação das florestas tropicais, como a Mata Atlântica.
Palavras-chave: relações hídricas foliares, características funcionais, Mata Atlântica
Vítor Hugo Melo de Almeida
Características foliares associadas à resistência à seca em um gradiente de perturbação antrópica na Mata Atlântica, SP
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