Dissertação
Mecanismos envolvidos na queda da capacidade fotossintética com o avanço da idade foliar em indivíduos arbóreos na Amazônia Central
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Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA
Resumo
A renovação do estoque de folhas com melhores qualidades fotossintéticas, durante a
estação seca na Amazônia Central (green-up), tem recebido destaque como um dos fatores
que determinam a variação sazonal da capacidade fotossintética (CF) do ecossistema
amazônico. A redução da CF de folhas em estágio de desenvolvimento avançado já foi
estudada para uma variedade de espécies de florestas tropicais e temperadas, no entanto, ainda
existem muitas incertezas quanto aos mecanismos fisiológicos que desencadeiam o declínio
de CF em função da idade. Desse modo, este estudo teve como objetivos descrever a dinâmica
etária do estoque folhas e investigar os efeitos da idade foliar sobre a capacidade
fotossintética, bem como os possíveis mecanismos fisiológicos envolvidos. Para estes fins,
foram realizados monitoramentos mensais de demografia foliar, medidas de fotossíntese por
diferentes abordagens (fotossíntese pontual, medidas repetidas e cronossequência) e de
condutância estomática com alterações no déficit de pressão de vapor, ao longo de campanhas
bimensais em uma área de floresta de Terra Firme na Amazônia Central. Adicionalmente,
foram realizadas coletas destrutivas de folhas para obtenção da massa foliar específica, índice
SPAD, concentrações de carbono e nitrogênio, isótopos e carboidratos não-estruturais. Foi
encontrada uma fraca relação entre a capacidade fotossintética (Vcmax) e idade foliar em nível
de comunidade e, em nível de indivíduo, apenas dois indivíduos demonstraram a queda
significativa de Vcmax em função da idade. Não foi encontrado, dentre os parâmetros testados,
um mecanismo comum a todos os indivíduos que melhor explique a queda de CF com a
progressão da idade. Entretanto, na análise de comunidade, o controle de abertura e
fechamento estomáticos (Cgs) foi o mecanismo que melhor explicou a queda de Vcmax com a
idade e o acúmulo de sacarose para os indivíduos que apresentaram o declínio significativo de
Vcmax. A interação entre as variações na composição etária das folhas e na CF ao longo do
tempo definiu a sazonalidade da capacidade fotossintética da comunidade estudada, em
concordância com os resultados encontrados em trabalhos de sensoriamento remoto por torres
de fluxo e índices de vegetação por satélites.
Abstract:
The renewal of the leaf stock with higher photosynthetic capacity during the dry
season in Central Amazon (green-up) has been highlighted as one of the factors that
determine the seasonality of the photosynthetic capacity (PC) of the ecosystem. The decline
of PC of leaves at an advanced stage of development has already been studied for a variety of
tropical and temperate species, however there are still many uncertainties as to the
physiological mechanisms that trigger the age-dependent reduction of PC. Thus, the main
goals of the study were describe the leaf age canopy dynamics and investigate the effects of
leaf-ageing on the PC as well as the possible physiological mechanisms involved. For these
purposes, monthly leaf demography was carried out in order to obtain chronological age of
leaves on selected branches, and leaf gas exchange measurements of photosynthesis and
stomatal conductance curves were done by different approaches (one-point photosynthesis,
repeated measurements, and chronosequence) by bi-monthly field campaigns in Central
Amazon Terra Firme forest plots. In addition, destructive leaf analysis were done to obtain
leaf dry mass per unit area, SPAD index, carbon and nitrogen concentrations, isotopes and
non-structural carbohydrates. A weak relationship between photosynthetic capacity (Vcmax)
and leaf age at community level was found, and for the individual level only two out of nine
trees showed a significant negative regression slopes. It was not found a mechanism common
to all trees, among all parameters tested, and regardless of the scale of observation, that
explain better the PC with leaf-ageing. However, stomatal control and sucrose accumulation
were the physiological mechanisms that better explained the decrease of Vcmax with age for
the community studied and for both two individual trees, respectively. The interaction
between leaf age canopy composition and the photosynthetic capacity changes defined the
seasonality of this specific community, in agreement with the estimates found by remote
sensing techonologies of flux towers and satellite vegetation indices.
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