Dinâmica da água no sistema solo-vegetação-atmosfera em floresta de Vochysia divergens Pohl monodominante no Pantanal
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Data de Publicação: | 2017 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMT |
Texto Completo: | http://ri.ufmt.br/handle/1/2211 |
Resumo: | Models transfer of soil-vegetation-atmosphere system (SVATs) have been enhanced with the inclusion of information about the processes and mechanisms of water transport and gas exchange with the atmosphere. This update occurs as the studies advance towards understanding of these processes. One of the processes that can improve the transfer models is the vegetation or plant water storage. This process is dynamic, it varies according to the conditions of atmosphere water demand and soil water availability, and influences the transpiration rate and CO2 assimilation. From this, this study aimed to investigate the water storage dynamics in V. divergens, a monodominant species in the Pantanal of Mato Grosso, through two approaches: (i) mining high-resolution dendrometric data using temporal analysis technique over 2-year study, from which evaluated the plant water deficit (∆W), and stem water storage dynamics (stem daily cycle) using a phase methodology (i.e, contraction, recovery and increment) and correlating the water storage with environmental variables (V PD, ea, Ta and θs); (ii) modeling the dynamics of water storage, with qualitative validation, and subsequently estimatives by the model of water vapor and CO2 gas exchanges, taking into account the variation of soil water availability and the atmospheric CO2 concentration (ca). In the first approach, the variation of the water deficit (∆W) and the water storage in V. divergens showed well-defined seasonality, in which the lower levels occurred during the dry season (September), while in the wet season (flooded period , March) occurred the highest levels. The water deficit correlated (R2 = 0,71) non-linearly with the environmental variables but followed the variation of soil water content (θs), while the average daily variation of the stem cycle correlated sinusoidally with exponential damped associated to water vapor pressure (ea mean) with SE ± 0.093 (Standard Error). In the second approach, the dynamics of change in the water storage was consistently modeled by SVAT, obtaining a R2= 0.725 with SE± 0.213. The averaged estimated transpiration rate was 3.45 mm d−1 and the vegetation water storage corresponded between 15-33% of the daily transpiration. The CO2 assimilation rate was on average 15 µmol m−2 s −1 when ca = 380 ppm, in this condition, the water use efficiency (WUE) and stomatal conductance decreased with the reduction of soil water availability and with increased V PD. For a scenario of ca = 580 ppm, the CO2 assimilation increased by about 40% and WUE about 70%, while transpiration reduced approximately 10%, suggesting some positive feedback due to temperature. In this scenario, stomatal conductance and CO2 assimilation tend to increase with the reduction of water availability and increase with V PD, meaning lower sensitivity to dry periods. |
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From this, this study aimed to investigate the water storage dynamics in V. divergens, a monodominant species in the Pantanal of Mato Grosso, through two approaches: (i) mining high-resolution dendrometric data using temporal analysis technique over 2-year study, from which evaluated the plant water deficit (∆W), and stem water storage dynamics (stem daily cycle) using a phase methodology (i.e, contraction, recovery and increment) and correlating the water storage with environmental variables (V PD, ea, Ta and θs); (ii) modeling the dynamics of water storage, with qualitative validation, and subsequently estimatives by the model of water vapor and CO2 gas exchanges, taking into account the variation of soil water availability and the atmospheric CO2 concentration (ca). In the first approach, the variation of the water deficit (∆W) and the water storage in V. divergens showed well-defined seasonality, in which the lower levels occurred during the dry season (September), while in the wet season (flooded period , March) occurred the highest levels. The water deficit correlated (R2 = 0,71) non-linearly with the environmental variables but followed the variation of soil water content (θs), while the average daily variation of the stem cycle correlated sinusoidally with exponential damped associated to water vapor pressure (ea mean) with SE ± 0.093 (Standard Error). In the second approach, the dynamics of change in the water storage was consistently modeled by SVAT, obtaining a R2= 0.725 with SE± 0.213. The averaged estimated transpiration rate was 3.45 mm d−1 and the vegetation water storage corresponded between 15-33% of the daily transpiration. The CO2 assimilation rate was on average 15 µmol m−2 s −1 when ca = 380 ppm, in this condition, the water use efficiency (WUE) and stomatal conductance decreased with the reduction of soil water availability and with increased V PD. For a scenario of ca = 580 ppm, the CO2 assimilation increased by about 40% and WUE about 70%, while transpiration reduced approximately 10%, suggesting some positive feedback due to temperature. In this scenario, stomatal conductance and CO2 assimilation tend to increase with the reduction of water availability and increase with V PD, meaning lower sensitivity to dry periods.CAPESOs modelos de transferência do sistema solo-vegetação-atmosfera (SVATs) têm sido aprimorados com a inclusão de informações sobre os processos e mecanismos de transporte de água e de troca de gases com a atmosfera. Essa atualização ocorre conforme os estudos avançam na compreensão desses processos. Um dos processos que pode aprimorar os modelos de transferência é o estoque/armazenamento de água na vegetação. Tal processo é dinâmico, varia conforme as condições de demanda por água da atmosfera e disponibilidade hídrica do solo, e influencia na taxa transpiratória e na assimilação de CO2. Posto isso, este trabalho teve como objetivo investigar a dinâmica do estoque de água de V. divergens, espécie monodominante do Pantanal Mato-grossense, visando contribuir com um melhor entendimento destes processos bem com suas interações com variáveis ambientais, por meio de duas abordagens: (i) medidas dendrométricas de alta resolução com exploração de dados usando técnica de análises de séries temporais de dois anos estudados, em que se avaliaram o déficit de água das plantas (∆W), e a dinâmica do estoque de água no caule (ciclo diário do caule) usando metodologia de fases (contração, recuperação e incremento) e relacionando o estoque de água às variáveis ambientais (V PD, ea, Ta e θs); (ii) modelagem da dinâmica, com validação qualitativa, do estoque de água, e consequentemente avaliação, pelo modelo, das trocas gasosas de vapor de água e CO2 levando em conta a variação da disponibilidade hídrica do solo e da concentração de CO2 atmosférico (ca). Na primeira abordagem, a variação do déficit de água (∆W) bem como o do estoque de água em V. divergens apresentaram sazonalidade bem definida, sendo que no período mais seco (setembro) ocorreram os níveis mais baixos enquanto no período mais úmido (inundado, março) ocorreram os níveis mais altos para ambas a variáveis. O déficit de água correlacionou-se não linearmente (R2 = 0,71) com as variáveis ambientais, mas seguiu a variação do conteúdo de água no solo (θs), enquanto que a variação média do ciclo diário do caule relacionou-se sinusoidalmente ao amortecimento exponencial à pressão de vapor de água (média de ea) com EP ± 0,093 (Erro Padrão). Na segunda abordagem, a dinâmica da variação do estoque de água e foi coerentemente modelada pelo SVAT, obtendo R2= 0,725 com EP±0,213. A taxa de transpiração estimada foi em média 3,45 mmd −1 . O estoque de água na vegetação correspondeu ao intervalo entre 15 a 33% da transpiração diária. A taxa de assimilação de CO2 foi em média de 5,23 µmol m −2 s −1 quando ca=380 ppm, ainda nesta condição, a eficiência do uso da água (WUE) e a condutância estomática decresceram com a redução da disponibilidade hídrica do solo e, aumento do V PD. Para um cenário de ca= 580 ppm, a assimilação aumentou cerca de 40% e WUE cerca de 70%, enquanto que a transpiração reduziu aproximadamente 10%, o que sugere certa retroalimentação positiva com a temperatura ou V PD. Neste cenário, a condutância estomática e a assimilação tenderam a aumentar com a redução da disponibilidade hídrica e aumento do V PD, significando menor sensibilidade a períodos secos.Universidade Federal de Mato GrossoBrasilInstituto de Física (IF)UFMT CUC - CuiabáPrograma de Pós-Graduação em Física AmbientalSanches, Lucianahttp://lattes.cnpq.br/2358137001200356Sanches, Luciana773.270.980-00http://lattes.cnpq.br/2358137001200356Pinto Junior, Osvaldo Borges891.375.901-20http://lattes.cnpq.br/9205049622103900773.270.980-00Gaio, Denilton Carlos450.430.359-00http://lattes.cnpq.br/8132654148436579Lobo, Francisco de Almeida346.659.001-91http://lattes.cnpq.br/0296723198831816Siqueira, Mario Benjamim Baptista de444.118.121-34http://lattes.cnpq.br/3787439720927527Sallo, Fernando da Silva2020-12-11T13:51:00Z2017-03-172020-12-11T13:51:00Z2017-03-06info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisSALLO, Fernando da Silva. Dinâmica da água no sistema solo-vegetação-atmosfera em floresta de Vochysia divergens Pohl monodominante no Pantanal. 2017. 95 f. Tese (Doutorado em Física Ambiental) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Física, Cuiabá, 2017.http://ri.ufmt.br/handle/1/2211porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMTinstname:Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)instacron:UFMT2020-12-12T06:02:44Zoai:localhost:1/2211Repositório InstitucionalPUBhttp://ri.ufmt.br/oai/requestjordanbiblio@gmail.comopendoar:2020-12-12T06:02:44Repositório Institucional da UFMT - Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)false |
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