Dissertação
Respiração Foliar Diurna e Noturna em Árvores da Amazônia Central
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Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA
Resumo
A respiração autotrófica é quantitativamente importante para fornecer esqueletos de
carbono e energia durante o crescimento e manutenção das plantas. Entre seus componentes, a
respiração foliar apresenta maior relevância, especialmente nos trópicos, responsável pela
maior fração da respiração autotrófica. Numa mesma temperatura, a respiração foliar é menor
durante o dia (RLuz) do que durante o escuro (Rescuro) devido a uma supressão luminosa da
respiração mitocondrial. No entanto, a Rluz é mal caracterizada em diversos ecossistemas
tropicais e pouca ou nenhuma informação existe sobre o grau de supressão de luz da Rescuro.
Além disso, pouco se sabe sobre as relações entre Rescuro e Rluz com características funcionais
foliares das espécies de árvores dominantes da floresta amazônica e se a variação sazonal da
precipitação e do gradiente vertical de luz afeta suas variações. O principal objetivo deste estudo
foi quantificar a supressão luminosa da Rluz e Rescuro foliar em espécies dominantes de uma
floresta de terra firme na Amazônia Central e avaliar correlações com características foliares
funcionais incluindo área foliar específica, conteúdo de macronutrientes e carboidratos solúveis
e o crescimento dos indivíduos. O estudo foi realizado na reserva florestal tropical ZF2, gerida
pelo Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA), a aproximadamente 60 km de
Manaus, Brasil. Os dados de trocas gasosas foram coletados em 26 indivíduos, pertencentes à
18 espécies. Foram realizadas curva de luz com os seguintes níveis de radiação
fotossinteticamente ativa, (RFA) (100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 15, 10, 5 e 0 µmol m-2 s-
1), para obtenção de Rescuro e estimativa de Rluz pelo método Kok. Após as medições de troca
gasosa, as folhas foram levadas a laboratório para análise das características funcionais foliares.
Observou-se que as taxas respiratórias não diferiram em função da sazonalidade, mas sim em
função do grau de exposição da copa. Além disso, Rluz teve forte correlação com Rescuro, fraca
relação com o teor de nitrogênio e média correlação com a massa foliar específica (MFE) e teor
de fósforo. A taxa de supressão teve variação inversa com o grau de exposição da copa, sendo
menores nas árvores do dossel. Estes resultados reiteram a necessidade de diferenciar a
compreensão das funções bioquímicas e fisiológicas da respiração foliar nos diferentes estratos
verticais da floresta, considerando o grau de exposição da copa em ecossistemas tropicais,
permitindo a melhor representação nos Modelos do Sistema Terrestre, considerando a
supressão luminosa da respiração foliar.
Abstract:
Autotrophic respiration is quantitatively important for providing carbon and energy
skeletons during plant growth and maintenance. Leaf respiration is a major component of
autotrophic respiration, especially in the tropics where a major fraction of global autotrophic
respiration occurs. At the same temperature, leaf respiration is lower during the day (Rlight) than
during the night (Rdark) due to a light suppression of mitochondrial aerobic respiration.
However, Rlight is poorly characterized in diverse tropical ecosystems, and little to no
information exists on the degree of Rdark light suppression. Moreover, little is known about the
relationships between Rdark and Rlight with plant functional traits, within common tree species
which make up a large fraction of individuals within the Amazon Basin and how the seasonal
variation in precipitation and the vertical gradient of light affects their variations. The main
objective of this study was to quantify the light suppression of the Rlight and Rdark leaf in
dominant species of "Terra Firme" forest in Central Amazonia and to evaluate correlations with
leaf functional characteristics (i.e. leaf mass per area, macronutrient content and soluble
carbohydrates) and tree growth. The study was carried out in the tropical forest reserve ZF2,
managed by the National Institute for Research in the Amazon (INPA), approximately 60 km
NW of Manaus, Brazil. Gas exchange data were collected from 26 individuals. Light curves
were performed with the following levels of photosynthetically active radiation (PAR) (100,
90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 15, 10, 5 and 0 µmol m-2 s-1), to obtain Rdark and Rlight estimate
by the Kok method. After the gas exchange measurements, the leaves were taken to the
laboratory for analysis of the functional leaf characteristics. It was observed that the respiratory
rates did not differ according to seasonality, but according to the degree of crown exposition.
In addition, Rlight is strongly correlated with Rdark, also a weak relationship with nitrogen content
and medium correlation with leaf mass area (LMA) and phosphorus content. The rate of
suppression had an inverse variation with the degree of crown exposure, being lower in the
upper canopy trees. These results reiterate the need to differentiate the understanding of the
biochemical and physiological functions of leaf respiration in the different vertical gradient of
the forest, considering the degree of crown exposure in tropical ecosystems, allowing for better
representation in the Models of the Earth System, considering the light suppression of the leaf
respiration.
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