Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37903
ORCID:  http://orcid.org/0000-0001-9672-7957
Document type: Tese
Access type: Acesso Embargado
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States
Title: Respostas ecofisiológicas de comunidades vegetais em áreas de cerrado rupestre a variações espaço-temporais e sazonais
Alternate title (s): Ecophysiological responses of plant communities in rocky cerrado areas to space-time and seasonal variations
Author: Langa_João, Elina Ernesto
First Advisor: Pinheiro, Marcelo Henrique Ongaro
First member of the Committee: Guilherme, Frederico Augusto Guimaraes
Second member of the Committee: Kuster, Vinícius Coelho
Third member of the Committee: Moreira, Ana Silvia Franco Pinheiro
Fourth member of the Committee: França, Marcel Giovanni Costa
Summary: O crescimento, o desenvolvimento e a produtividade das savanas, como em outras formações vegetais, são condicionados pela disponibilidade nutricional, sazonalidade hídrica e maior exposição à incidência da radiação solar. Nos ambientes rupestres do Cerrado ou savânicos, além dos solos serem pobres em nutrientes, rasos e rochosos, as espécies vegetais tem de lidar com alta saturação de alumínio (Al3+), algumas evitando a sua absorção e outras criando mecanismos de tolerância interna, podendo acumular mais que 1000 mgkg-1Al nos seus tecidos vegetais. Normalmente, a maioria das espécies acumuladoras de Al ocorre em solos distróficos, como aqueles sob influência arenítica. Mas também, podem ocorrer em solos meso-eutróficos, como os rupestres encontrados em afloramentos de calcáreo, caraterizados por altos teores nutricionais, mas também por elevados déficits hídricos sazonais. Neste contexto, buscamos compreender como os Neossolos calcáreo e arenítico modulam, sazonalmente, aspetos ecofisiológicos de duas Vochysiaceae acumuladoras de Al, i.e. Qualea parviflora Mart. e Callisthene fasciculata Mart., com preferencias eáficas distintas. Atravez da técnicas de sensoriamento remoto, avaliamos fenologia foliar de comunidades arbustivo-arbóreas de dois cerrados rupestres ocupando afloramentos calcáreo (CC) e arenítico (CA). Mostramos que a fenologia do CC, no periodo chuvoso, foi caracterizada por maior crescimento foliar. Enquanto que no periodo seco, no mesmo ambiente, houve variação na senescência em curto e longo prazo, diferentemente do CA, que variou a longo prazo. Foi possível mostrar também que a fenologia do CC é mais afetada pelo déficit hídrico, em relação ao CA, e que, a temperatura é o fator que mais explica padrões fenológicos dos dois cerrados rupestres estudados por nós. Quanto ao estado hídrico das duas comunidades savânicas, em média, o CC apresentou maiores valores de umidade foliar (UF), em relação ao do CA, nos períodos seco e chuvoso. Entretanto, o CA registrou maior UF entre 2011 a 2021, no período seco. Adicionalmente, mostramos que a temperatura foi o principal fator climático modulador da UF, variando com a variação da temperatura e da precipitação. Quanto à ecofisiologia das duas espécies mencionadas acima, primeiro observamos que os macronutrientes do solo não refletiram na química foliar, exceto nas concentrações do P para ambas as espécies. Observamos que Q. parviflora foi submetida a condições mais estressantes do déficit hídrico no solo arenítico, principalmente no período seco, porém, o PSII foi mais ativo nesse mesmo solo no período chuvoso. Ao passo que, C. fasciculata confirmou a intolerância ao déficit hídrico no solo calcáreo pelo baixo rendimento quântico, mas apresentou maior atividade do fotossistema II na seca. Mostramos que as taxas fotossintéticas responderam à sazonalidade hídrica e ao tipo de solo, quando Q. parviflora apresentou maior desempenho fotossintético em solo arenítico nas chuvas, sendo regulado na seca. Enquanto que C. fasciculata foi menos tolerante ao déficit hídrico no solo calcáreo, mas foi mais eficiente na regulação fotossintética nesse mesmo solo. Por fim, constatarmos que cada espécie tem sua própria plasticidade fisiológica para lidar com os períodos de seca em solos eutróficos e distróficos.
Abstract: The growth, development and contribution of savannas, as in other vegetation’s formations, are conditioned by nutritional availability, water seasonality and greater exposure to the incidence of solar radiation, mainly in the rocky environment. In the Cerrado, in rocky environments, plant species have to deal with poor macronutrients, shallow and high aluminum saturation (Al3+) soils. Some species preventing its absorption and others creating aluminum mechanisms internal tolerance, and being able to accumulate more than 1000 mgkg-1Al in their plant tissues. Usually, most Al-accumulating species occur in dystrophic soils, such as those under sanditic influence, but they can also occur in meso-eutrophic soils, such as the rupicolous ones found in limestone outcrops, characterized by high nutritional contents, but also by high seasonal water deficits. In this context, we seek to understand how limestone and sandstone Neosols seasonally modulate photosynthetic activities and leaf water states in two Al-accumulating Vochysiaceae, i.e. Qualea parviflora Mart. and Callisthene fasciculata Mart., with different preferences. In addition, we also studied, through remote sensing techniques, the leaf phenology of shrub-tree communities in two rocky cerrados occupying limestone (CC) and sandstone (CA) outcrops. In this study, we showed that CC phenology, in the rainy season, was characterized by greater leaf growth. While in the dry season, in the same cerrado, there was variation in senescence in the short and long term, unlike the CA, which varied in the long term. It was also possible to show that the phenology of the CC is more affected by the water deficit, in relation to the CA, and that temperature is the factor that most explains the phenological patterns of the two rocky cerrados studied by us. As for the water status of the two savannah communities, on average, the CC showed higher values of leaf moisture (UF), in relation to the CA, in both seasons. However, CA registered the highest UF between 2011 and 2021, in the dry season. Additionally, we show that temperature was the main climate factor that modulates UF, varying with temperature and precipitation variation. As for the ecophysiology of the two species mentioned above, we first observed that the edaphic conditions did not reflect on the leaf chemistry, except on the P concentrations for both species. We observed that Q. parviflora was submitted to more stressful conditions in sandstone soil, mainly in the dry season, however, PSII was more active in this same soil in the rainy season. On the other hand, C. fasciculata confirmed intolerance to water deficit in calcareous soil due to its low quantum yield, but showed greater photosystem II activity in the dry season. We showed that photosynthetic rates responded to water seasonality and soil type, when Q. parviflora showed greater photosynthetic performance in sandstone soil in the rains, being regulated in the dry season. While C. fasciculata was less tolerant to water deficit in calcareous soil, but was more efficient in photosynthetic regulation in that same soil. Finally, it was possible to verify that each species has its own physiological plasticity to deal with periods of drought in eutrophic and dystrophic soils.
Keywords: Desempenho quântico potencial
Potential quantum performance
Nutrientes foliares
Leaf nutrients
Teor de água na folha
Leaf water content
Variabilidade climática
Climatic variability
Savanas Neotropicais
Neotropical savannas
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Ecologia e Conservação de Recursos Naturais
Quote: LANGA JOÃO, Elina Ernesto. Respostas ecofisiológicas de comunidades vegetais em áreas de cerrado rupestre a variações espaço-temporais e sazonais. 2023. 104 f. Dissertação (Mestrado Ecologia e Conservação de Recursos Naturais) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. Disponível em: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.23
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2023.23
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/37903
Date of defense: 14-Feb-2023
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