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Tipo: Dissertação
Título : Tolerância de plantas da caatinga com fenologia contrastante a seca
Autor : Lima, Lussarina Oliveira
Tutor: Eller, Cleiton Breder
Palabras clave en portugués brasileño: Mortalidade de plantas;Falha hidráulica;Falta de carbono;Seca;Mudanças climáticas;Fenologia foliar;Caatinga
Palabras clave en inglés: Plant mortality;Hydraulic failure;Carbon starvation;Drought;Climate change;Leaf phenology;Caatinga
Áreas de Conocimiento - CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIA
Fecha de publicación : 2025
Citación : LIMA, Lussarina Oliveira. Tolerância de plantas da caatinga com fenologia contrastante a seca. 2025. 121 f. Dissertação (Mestrado em Ecologia e Recursos Naturais) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Resumen en portugués brasileño: O aumento da frequência e intensidade de secas em diversas regiões do planeta tem sido associada a eventos de mortalidade generalizada de plantas afetando a biodiversidade e o funcionamento de ecossistemas. A falha hidráulica e a falta de carbono são mecanismos não exclusivos que influenciam a mortalidade de plantas durante a seca. A falha hidráulica ocorre quando a planta perde a capacidade de transporte de água (condutância hidráulica) devido a embolia dos vasos do xilema durante a seca do solo. A falta de carbono ocorre quando a planta esgota seus estoques de carbono após fechamento estomático ou perda de folhas durante a seca. A importância relativa desses mecanismos pode diferir entre plantas, sendo importante identificá-los para projetar como mudanças climáticas afetarão a distribuição e funcionamento da vegetação. Atualmente não existem dados dos limiares críticos de perda de condutância hidráulica do xilema que causam a falha hidráulica em plantas tropicais decíduas durante a seca. Além disso, o efeito da falta de carbono no funcionamento de plantas durante a seca é pouco entendido, o que limita o nosso conhecimento atual sobre como esses dois mecanismos de mortalidade interagem. O objetivo deste estudo foi estabelecer os limites de tolerância de espécies de Caatinga com fenologia foliar contrastante à seca, bem como entender como a falta de carbono influencia essa resposta. Realizamos um experimento de manipulação das reservas de carbono seguida de um experimento de seca para observar o efeito da redução de carbono nas trocas gasosas da espécie lenhosa decídua da Caatinga, Bauhinia cheilantha. Nós também investigamos os limites críticos que causam a falha hidráulica em duas espécies lenhosas da Caatinga, Cordia oncocalyx, uma espécie decídua precoce e Cynophalla flexuosa, uma espécie sempre verde. Descobrimos que as plantas sombreadas da espécie B. cheilantha com reservas de amido esgotadas têm taxas de troca gasosas mais baixas durante a seca do que as plantas controle. O efeito do tratamento de sombra não pode ser explicado por diferenças nas características fotossintéticas da folha ou diferenças estruturais do xilema. Consequentemente, um modelo de otimização estomática baseado apenas na hidráulica do xilema não pode simular o efeito do tratamento de sombra nas trocas gasosas da planta durante a seca. Nos experimentos de seca com as espécies C. oncocalyx e C. flexuosa demonstramos as diferenças em como espécies de fenologias contrastantes da Caatinga respondem à seca. A espécie decídua respondeu mais rapidamente a seca do que a espécie perenifólia, apresentando maiores taxas de perdas de folhas, e maior sensibilidade do crescimento e trocas gasosas a seca. Por outro lado, a espécie decídua também apresentou maior capacidade de recuperação do que a perenifólia após a seca, de forma que nenhum individuo da espécie decídua morreu durante o experimento. Nós não encontramos evidência de um limiar crítico de Porcentagem de Perda de Condutividade (PPC) que cause a mortalidade súbita por falha hidráulica em nenhuma das espécies. Entretanto, a espécie perenifólia apresentou maiores taxas de mortalidade quando ficou exposta a um PPC > 99 % por vários dias, corroborando a hipótese de mortalidade por estresse crônico. Este trabalho preenche uma importante lacuna relacionada ao efeito da redução das reservas de carbono nas trocas gasosas e sobre limiar crítico que causa falha hidráulica em espécies de plantas tropicais lenhosas de um clima semiárido com diferentes fenologias foliares. Esses resultados poderão ser usados para aprimorar modelos de vegetação que representem processos hidráulicos e dinâmica de carboidratos em plantas e as suas consequências para o funcionamento da planta. Dessa forma, essa tese contribuirá para o aprimoramento de nossa capacidade de projetar o funcionamento e distribuição da vegetação da Caatinga em resposta às mudanças climáticas.
Abstract: The increase in the frequency and intensity of droughts in various regions of the planet has beenassociated with widespread plant mortality events, affecting biodiversity and the functioning ofecosystems. Hydraulic failure and lack of carbon are non-exclusive mechanisms that influenceplant mortality during drought. Hydraulic failure occurs when the plant loses its water transportcapacity (hydraulic conductance) due to embolism of the xylem vessels during soil drought.The relative importance of these mechanisms can differ between plants, and it is important toidentify them in order to project how climate change will affect the distribution and functioningof vegetation. There is currently no data on the critical thresholds for loss of xylem hydraulicconductance that cause hydraulic failure in tropical deciduous plants during drought. Inaddition, the effect of carbon depletion on plant functioning during drought is poorlyunderstood, which limits our current knowledge of how these two mortality mechanismsinteract. The aim of this study was to establish the tolerance limits of Caatinga species withcontrasting leaf phenology to drought, as well as to understand how a lack of carbon influencesthis response. We conducted a carbon stock manipulation experiment followed by a droughtexperiment to observe the effect of carbon depletion on gas exchange in the deciduous Caatingawoody species Bauhinia cheilantha. We also investigated the critical limits that cause hydraulicfailure in two Caatinga woody species, Cordia oncocalyx, an early deciduous species andCynophalla flexuosa, an evergreen species. We found that shaded B. cheilantha plants withdepleted starch reserves have lower gas exchange rates during drought than control plants. Theeffect of the shade treatment cannot be explained by differences in the photosyntheticcharacteristics of the leaf or structural differences in the xylem. Consequently, a stomataloptimization model based solely on xylem hydraulics cannot simulate the effect of shadetreatment on plant gas exchange during drought. In the drought experiments with the speciesC. oncocalyx and C. flexuosa we demonstrated the differences in how species of contrastingphenologies in the Caatinga respond to drought. The deciduous species responded more quicklyto drought than the evergreen species, showing higher rates of leaf loss and greater sensitivityof growth and gas exchange to drought. On the other hand, the deciduous species also showeda greater capacity to recover from drought than the evergreen species, so that no individual ofthe deciduous species died during the experiment. We found no evidence of a critical thresholdof Percentage Conductivity Loss (PPC) that causes sudden mortality due to hydraulic failure inany of the species. However, the evergreen species showed higher mortality rates when it wasexposed to a PPC > 99 % for several days, corroborating the hypothesis of mortality due tochronic stress. This work fills an important gap related to the effect of reduced carbon reserveson gas exchange and the critical threshold that causes hydraulic failure in tropical woody plantspecies from a semi-arid climate with different leaf phenologies. These results can be used toimprove vegetation models that represent hydraulic processes and carbohydrate dynamics inplants and their consequences for plant functioning. In this way, this thesis will contribute toimproving our ability to project the functioning and distribution of Caatinga vegetation inresponse to climate change.
URI : http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/80439
Lattes del autor: http://lattes.cnpq.br/4619167492095720
Lattes del tutor: http://lattes.cnpq.br/6262148655590009
Derechos de acceso: Acesso Aberto
Aparece en las colecciones: DBIO - Dissertações defendidas na UFC

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