Fatores edáficos que limitam a germinação, o estabelecimento e o crescimento de espécies arbóreas em campos úmidos de Cerrado

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ribeiro, Jonathan Wesley Ferreira [UNESP]
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/194486
Resumo: Os campos úmidos são formações herbáceo-arbustivas que ocorrem sobre solos mal drenados e lençol freático superficial, sendo frequentemente encontrados entre formações savânicas e florestais no Cerrado. Há poucas informações sobre como os fatores edáficos interferem no estabelecimento de espécies arbóreas, impedindo sua colonização por árvores das vegetações adjacentes. Assim, o objetivo desta tese foi elucidar a influência de fatores edáficos dos campos úmidos sobre as estratégias de estabelecimento de espécies arbóreas típicas de formações savânicas e florestais do Cerrado, permitindo a manutenção da fisionomia campestre e, portanto, conferindo resiliência aos campos úmidos. Foram realizados experimentos em laboratório e casa de vegetação para avaliar a tolerância de sementes e de plantas jovens ao alagamento, respectivamente. Além disso, conduzimos experimentos em diferentes áreas de campos úmidos na Floresta Estadual de Assis, Assis, SP, onde introduzimos sementes e mudas das espécies Calophyllum brasiliense (espécie da floresta, exclusiva de ambientes úmidos), Hymenaea stigonocarpa (espécie da savana, exclusiva de solos bem drenados), e Tapirira guianensis (espécie generalista, indiferente à umidade do solo). No capítulo 1, avaliamos o grau de tolerância ao alagamento em condições de laboratório utilizando sementes de doze espécies arbóreas, sendo quatro savânicas, quatro florestais e quatro generalistas. Adicionalmente, avaliamos a emergência de plântulas de duas dessas espécies em condições de campo (campos úmidos). Os resultados obtidos sugerem que sementes de espécies típicas da floresta de galeria e espécies generalistas apresentam maior tolerância ao alagamento do que sementes de espécies savânicas. Entretanto, o nível de tolerância e a capacidade de germinar em condições de alagamento dependem da espécie e do tempo de exposição ao estresse. A alta tolerância ao alagamento em algumas espécies pode favorecer a emergência de plântulas em campos úmidos. No capítulo 2, avaliamos, em casa de vegetação, como o encharcamento e o alagamento do solo do campo úmido interferem na fisiologia fotossintética, crescimento e mortalidade de plantas jovens das espécies C. brasiliense, H. stigonocarpa e T. guianensis. O regime de alagamento do solo afetou de maneiras distintas as espécies estudadas. A espécie C. brasiliense apresentou alta tolerância aos regimes de alagamento, sendo capaz de manter sua fisiologia fotossintética e crescimento mesmo nas condições mais severas de alagamento do solo. A espécie T. guianensis apresentou tolerância intermediária, apresentando redução da capacidade fotossintética apenas em condições mais severas de alagamento, porém sem prejuízos ao crescimento. E a espécie savânica H. stigonocarpa foi menos tolerante às condições de encharcamento e alagamento do solo, com acentuada redução da capacidade fotossintética, do crescimento radicular e maior mortalidade. No capítulo 3, avaliamos como o estabelecimento inicial (estágio de plântula) e tardio (mudas) de árvores no campo úmido é afetado pelo tipo funcional das espécies e como fatores edáficos (profundidade mínima do lençol freático, teor de argila e saturação de bases) interferem em sua fisiologia foliar. Os resultados demonstraram que a capacidade de estabelecimento varia de acordo com o tipo funcional, sendo a espécie de floresta e a generalista aquelas que apresentam maior capacidade de estabelecimento, devido à maior capacidade de estabelecimento de plântulas (C. brasiliense) ou sobrevivência das mudas (T. guianensis). Além disso, mudas de C. brasiliense e T. guianensis apresentaram maiores taxas de assimilação de carbono e melhor balanço hídrico, resultando em maiores taxas de crescimento e sobrevivência em comparação com a espécie de savana H. stigonocarpa. Por outro lado, mudas da espécie savânica apresentaram menores taxas de assimilação de carbono e maior déficit hídrico foliar. Como resultado, as mudas não cresceram e apresentaram menores taxas de sobrevivência. O alagamento do solo gerado pelo lençol freático superficial foi o principal fator edáfico limitante da assimilação de carbono e balanço hídrico de espécies arbóreas no campo úmido, impondo restrições ao crescimento e estabelecimento, especialmente para a espécie da savana.
id UNSP_efbb569ff74c444170ef3f74b36d1d2e
oai_identifier_str oai:repositorio.unesp.br:11449/194486
network_acronym_str UNSP
network_name_str Repositório Institucional da UNESP
repository_id_str 2946
spelling Fatores edáficos que limitam a germinação, o estabelecimento e o crescimento de espécies arbóreas em campos úmidos de CerradoEdaphic factors limiting seed germination, establishment and growth of tree species in wet grasslands from the Brazilian CerradoAlagamentoGerminação de sementesFisiologia fotossintéticaAssimilação de carbonoEmergência de plântulasFloodingSeed germinationPhotosynthetic physiologyCarbon assimilationSeedling emergenceOs campos úmidos são formações herbáceo-arbustivas que ocorrem sobre solos mal drenados e lençol freático superficial, sendo frequentemente encontrados entre formações savânicas e florestais no Cerrado. Há poucas informações sobre como os fatores edáficos interferem no estabelecimento de espécies arbóreas, impedindo sua colonização por árvores das vegetações adjacentes. Assim, o objetivo desta tese foi elucidar a influência de fatores edáficos dos campos úmidos sobre as estratégias de estabelecimento de espécies arbóreas típicas de formações savânicas e florestais do Cerrado, permitindo a manutenção da fisionomia campestre e, portanto, conferindo resiliência aos campos úmidos. Foram realizados experimentos em laboratório e casa de vegetação para avaliar a tolerância de sementes e de plantas jovens ao alagamento, respectivamente. Além disso, conduzimos experimentos em diferentes áreas de campos úmidos na Floresta Estadual de Assis, Assis, SP, onde introduzimos sementes e mudas das espécies Calophyllum brasiliense (espécie da floresta, exclusiva de ambientes úmidos), Hymenaea stigonocarpa (espécie da savana, exclusiva de solos bem drenados), e Tapirira guianensis (espécie generalista, indiferente à umidade do solo). No capítulo 1, avaliamos o grau de tolerância ao alagamento em condições de laboratório utilizando sementes de doze espécies arbóreas, sendo quatro savânicas, quatro florestais e quatro generalistas. Adicionalmente, avaliamos a emergência de plântulas de duas dessas espécies em condições de campo (campos úmidos). Os resultados obtidos sugerem que sementes de espécies típicas da floresta de galeria e espécies generalistas apresentam maior tolerância ao alagamento do que sementes de espécies savânicas. Entretanto, o nível de tolerância e a capacidade de germinar em condições de alagamento dependem da espécie e do tempo de exposição ao estresse. A alta tolerância ao alagamento em algumas espécies pode favorecer a emergência de plântulas em campos úmidos. No capítulo 2, avaliamos, em casa de vegetação, como o encharcamento e o alagamento do solo do campo úmido interferem na fisiologia fotossintética, crescimento e mortalidade de plantas jovens das espécies C. brasiliense, H. stigonocarpa e T. guianensis. O regime de alagamento do solo afetou de maneiras distintas as espécies estudadas. A espécie C. brasiliense apresentou alta tolerância aos regimes de alagamento, sendo capaz de manter sua fisiologia fotossintética e crescimento mesmo nas condições mais severas de alagamento do solo. A espécie T. guianensis apresentou tolerância intermediária, apresentando redução da capacidade fotossintética apenas em condições mais severas de alagamento, porém sem prejuízos ao crescimento. E a espécie savânica H. stigonocarpa foi menos tolerante às condições de encharcamento e alagamento do solo, com acentuada redução da capacidade fotossintética, do crescimento radicular e maior mortalidade. No capítulo 3, avaliamos como o estabelecimento inicial (estágio de plântula) e tardio (mudas) de árvores no campo úmido é afetado pelo tipo funcional das espécies e como fatores edáficos (profundidade mínima do lençol freático, teor de argila e saturação de bases) interferem em sua fisiologia foliar. Os resultados demonstraram que a capacidade de estabelecimento varia de acordo com o tipo funcional, sendo a espécie de floresta e a generalista aquelas que apresentam maior capacidade de estabelecimento, devido à maior capacidade de estabelecimento de plântulas (C. brasiliense) ou sobrevivência das mudas (T. guianensis). Além disso, mudas de C. brasiliense e T. guianensis apresentaram maiores taxas de assimilação de carbono e melhor balanço hídrico, resultando em maiores taxas de crescimento e sobrevivência em comparação com a espécie de savana H. stigonocarpa. Por outro lado, mudas da espécie savânica apresentaram menores taxas de assimilação de carbono e maior déficit hídrico foliar. Como resultado, as mudas não cresceram e apresentaram menores taxas de sobrevivência. O alagamento do solo gerado pelo lençol freático superficial foi o principal fator edáfico limitante da assimilação de carbono e balanço hídrico de espécies arbóreas no campo úmido, impondo restrições ao crescimento e estabelecimento, especialmente para a espécie da savana.Neotropical wet grasslands from the Brazilian Cerrado are herbaceous-shrub vegetation, which occur on poorly drained soils with surface groundwater, and frequently found between savanna and forest vegetation. Little is known about how edaphic factors regulate wet grasslands and constrain colonization of tree species from the adjacent arboreal vegetation. Therefore, this thesis aimed to elucidate the effects of edaphic variables of wet grasslands on the establishment of typical tree species from savanna and forest vegetation. Experiments were carried out in the laboratory and greenhouse to assess seed and seedling tolerance to flooding in tree species. In addition, we performed field experiments in different areas of wet grasslands at Assis State Forest, Assis, SP, Brazil, where we introduced seeds and saplings of the species Calophyllum brasiliense (a gallery forest species, typical of humid soils), Hymenaea stigonocarpa (a savanna species, typical of well-drained soils), and Tapirira guianensis (generalist species, indifferent to soil humidity). In chapter 1, we evaluated seed tolerance to flooding of savanna (4 species), forest (4 species) and generalist (4 species) tree species. Additionally, we evaluated seedlings’ establishment of two from these species under field conditions (wet grasslands). Our results suggest that the flood tolerance was low or absent in seeds of the savanna species, while it tended to increase among the generalist and gallery forest species, which were able to keep the germinability capacity after been submerged in water during different periods. Seedling emergence over wet grasslands was, in general, higher for the forest species. However, the level of tolerance and the ability to germinate while submerged depended on the species and time of exposure to stress. The high seed tolerance to flooding favors seedling emergence in wet grasslands. In chapter 2, we evaluated in semi-controlled experiments how soil waterlogging and flooding of grasslands affect photosynthetic physiology, growth and mortality of C. brasiliense, H. stigonocarpa and T. guianensis tree saplings. Soil waterlogging and flooding differentially affected the species under study. The species C. brasiliense presented high tolerance to soil waterlogging and flooding, being able to maintain its photosynthetic physiology and growth even under flooding conditions. The species T. guianensis presented an intermediate pattern of tolerance, exhibiting reduction in photosynthetic capacity only under flooding conditions, but without impacts on growth. The savanna species H. stigonocarpa presented low tolerance to soil waterlogging and flooding; in these conditions, their saplings presented reduction in photosynthetic capacity and root growth, and higher mortality. In chapter 3, we evaluated how tree establishment is affected by the functional type of species in wet grasslands and how edaphic factors interfere in leaf physiology of the species. The results showed that tree establishment varies according to the type of species, with the species C. brasiliense and T. guianensis exhibiting highest establishment potential, due to the greater ability of seedling establishment (C. brasiliense) or sapling growth and survival (T. guianensis). In addition, saplings of C. brasiliense and T. guianensis showed higher carbon assimilation rates and better water balance in plants, resulting in higher saplings growth and survival rates than observed for H. stigonocarpa. On the other hand, saplings of H. stigonocarpa exhibited lower carbon assimilation rates and greater leaf water deficit, leading to inhibition of sapling growth and lower survival rates. Soil waterlogging produced by surface groundwater was the main edaphic factor limiting leaf carbon assimilation and water balance of saplings in wet grasslands, imposing restrictions on plant establishment, especially for the savanna species.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)CNPq: 141443/2016-2FAPESP: 15/24093-3Universidade Estadual Paulista (Unesp)Kolb, Rosana Marta [UNESP]Universidade Estadual Paulista (Unesp)Ribeiro, Jonathan Wesley Ferreira [UNESP]2020-12-03T17:58:15Z2020-12-03T17:58:15Z2020-09-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11449/19448633004137005P6porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNESPinstname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)instacron:UNESP2023-12-07T06:19:07Zoai:repositorio.unesp.br:11449/194486Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.unesp.br/oai/requestopendoar:29462024-08-05T19:43:52.050837Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)false
dc.title.none.fl_str_mv Fatores edáficos que limitam a germinação, o estabelecimento e o crescimento de espécies arbóreas em campos úmidos de Cerrado
Edaphic factors limiting seed germination, establishment and growth of tree species in wet grasslands from the Brazilian Cerrado
title Fatores edáficos que limitam a germinação, o estabelecimento e o crescimento de espécies arbóreas em campos úmidos de Cerrado
spellingShingle Fatores edáficos que limitam a germinação, o estabelecimento e o crescimento de espécies arbóreas em campos úmidos de Cerrado
Ribeiro, Jonathan Wesley Ferreira [UNESP]
Alagamento
Germinação de sementes
Fisiologia fotossintética
Assimilação de carbono
Emergência de plântulas
Flooding
Seed germination
Photosynthetic physiology
Carbon assimilation
Seedling emergence
title_short Fatores edáficos que limitam a germinação, o estabelecimento e o crescimento de espécies arbóreas em campos úmidos de Cerrado
title_full Fatores edáficos que limitam a germinação, o estabelecimento e o crescimento de espécies arbóreas em campos úmidos de Cerrado
title_fullStr Fatores edáficos que limitam a germinação, o estabelecimento e o crescimento de espécies arbóreas em campos úmidos de Cerrado
title_full_unstemmed Fatores edáficos que limitam a germinação, o estabelecimento e o crescimento de espécies arbóreas em campos úmidos de Cerrado
title_sort Fatores edáficos que limitam a germinação, o estabelecimento e o crescimento de espécies arbóreas em campos úmidos de Cerrado
author Ribeiro, Jonathan Wesley Ferreira [UNESP]
author_facet Ribeiro, Jonathan Wesley Ferreira [UNESP]
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Kolb, Rosana Marta [UNESP]
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.contributor.author.fl_str_mv Ribeiro, Jonathan Wesley Ferreira [UNESP]
dc.subject.por.fl_str_mv Alagamento
Germinação de sementes
Fisiologia fotossintética
Assimilação de carbono
Emergência de plântulas
Flooding
Seed germination
Photosynthetic physiology
Carbon assimilation
Seedling emergence
topic Alagamento
Germinação de sementes
Fisiologia fotossintética
Assimilação de carbono
Emergência de plântulas
Flooding
Seed germination
Photosynthetic physiology
Carbon assimilation
Seedling emergence
description Os campos úmidos são formações herbáceo-arbustivas que ocorrem sobre solos mal drenados e lençol freático superficial, sendo frequentemente encontrados entre formações savânicas e florestais no Cerrado. Há poucas informações sobre como os fatores edáficos interferem no estabelecimento de espécies arbóreas, impedindo sua colonização por árvores das vegetações adjacentes. Assim, o objetivo desta tese foi elucidar a influência de fatores edáficos dos campos úmidos sobre as estratégias de estabelecimento de espécies arbóreas típicas de formações savânicas e florestais do Cerrado, permitindo a manutenção da fisionomia campestre e, portanto, conferindo resiliência aos campos úmidos. Foram realizados experimentos em laboratório e casa de vegetação para avaliar a tolerância de sementes e de plantas jovens ao alagamento, respectivamente. Além disso, conduzimos experimentos em diferentes áreas de campos úmidos na Floresta Estadual de Assis, Assis, SP, onde introduzimos sementes e mudas das espécies Calophyllum brasiliense (espécie da floresta, exclusiva de ambientes úmidos), Hymenaea stigonocarpa (espécie da savana, exclusiva de solos bem drenados), e Tapirira guianensis (espécie generalista, indiferente à umidade do solo). No capítulo 1, avaliamos o grau de tolerância ao alagamento em condições de laboratório utilizando sementes de doze espécies arbóreas, sendo quatro savânicas, quatro florestais e quatro generalistas. Adicionalmente, avaliamos a emergência de plântulas de duas dessas espécies em condições de campo (campos úmidos). Os resultados obtidos sugerem que sementes de espécies típicas da floresta de galeria e espécies generalistas apresentam maior tolerância ao alagamento do que sementes de espécies savânicas. Entretanto, o nível de tolerância e a capacidade de germinar em condições de alagamento dependem da espécie e do tempo de exposição ao estresse. A alta tolerância ao alagamento em algumas espécies pode favorecer a emergência de plântulas em campos úmidos. No capítulo 2, avaliamos, em casa de vegetação, como o encharcamento e o alagamento do solo do campo úmido interferem na fisiologia fotossintética, crescimento e mortalidade de plantas jovens das espécies C. brasiliense, H. stigonocarpa e T. guianensis. O regime de alagamento do solo afetou de maneiras distintas as espécies estudadas. A espécie C. brasiliense apresentou alta tolerância aos regimes de alagamento, sendo capaz de manter sua fisiologia fotossintética e crescimento mesmo nas condições mais severas de alagamento do solo. A espécie T. guianensis apresentou tolerância intermediária, apresentando redução da capacidade fotossintética apenas em condições mais severas de alagamento, porém sem prejuízos ao crescimento. E a espécie savânica H. stigonocarpa foi menos tolerante às condições de encharcamento e alagamento do solo, com acentuada redução da capacidade fotossintética, do crescimento radicular e maior mortalidade. No capítulo 3, avaliamos como o estabelecimento inicial (estágio de plântula) e tardio (mudas) de árvores no campo úmido é afetado pelo tipo funcional das espécies e como fatores edáficos (profundidade mínima do lençol freático, teor de argila e saturação de bases) interferem em sua fisiologia foliar. Os resultados demonstraram que a capacidade de estabelecimento varia de acordo com o tipo funcional, sendo a espécie de floresta e a generalista aquelas que apresentam maior capacidade de estabelecimento, devido à maior capacidade de estabelecimento de plântulas (C. brasiliense) ou sobrevivência das mudas (T. guianensis). Além disso, mudas de C. brasiliense e T. guianensis apresentaram maiores taxas de assimilação de carbono e melhor balanço hídrico, resultando em maiores taxas de crescimento e sobrevivência em comparação com a espécie de savana H. stigonocarpa. Por outro lado, mudas da espécie savânica apresentaram menores taxas de assimilação de carbono e maior déficit hídrico foliar. Como resultado, as mudas não cresceram e apresentaram menores taxas de sobrevivência. O alagamento do solo gerado pelo lençol freático superficial foi o principal fator edáfico limitante da assimilação de carbono e balanço hídrico de espécies arbóreas no campo úmido, impondo restrições ao crescimento e estabelecimento, especialmente para a espécie da savana.
publishDate 2020
dc.date.none.fl_str_mv 2020-12-03T17:58:15Z
2020-12-03T17:58:15Z
2020-09-17
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11449/194486
33004137005P6
url http://hdl.handle.net/11449/194486
identifier_str_mv 33004137005P6
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual Paulista (Unesp)
publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UNESP
instname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron:UNESP
instname_str Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron_str UNESP
institution UNESP
reponame_str Repositório Institucional da UNESP
collection Repositório Institucional da UNESP
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1808128231572766720