Dendroecologia de Sebastiania commersoniana (baill.), L.B.Sm. & Downs em um fragmento de floresta ombrófila mista aluvial, Paraná, Brasil

Orientador : Prof. Dr. Franklin GalvãoCoorientador : Paulo César BotossoDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 26/02/2013Bibliografia: f. 25-30,59-63,89-95Área de concentração : Conservação da naturezaResumo: A necessidade da manutenção dos ambientes aluviais, intensamente antropizados e fragilizados, faz com que o conhecimento das estratégias ecológicas de crescimento das espécies arbóreas que os compõem se torne uma questão premente com vistas a sua conservação. Estudos dendroecológicos e dendrocronológicos permitem compreender estas relações, por meio das informações registradas nos anéis de crescimento, formados periodicamente em uma série de espécies vegetais. Diversos são os fatores endógenos e exógenos que atuam no crescimento dessas espécies de maneira conjunta, sendo que o resultado desta interação está refletido na largura do anel de crescimento apresentado para um determinado ano. Além disso, a busca por uma posição favorável no estrato florestal pode ser verificada ao longo do fuste, a partir de seções transversais coletadas em diferentes alturas. Deste modo, este trabalho teve por objetivo fazer um estudo dendroecológico de Sebastiania commersoniana (Baill.) L.B.Sm. & Downs, o branquilho, em um fragmento de Floresta Ombrófila Mista Aluvial. Este fragmento encontra-se na porção centro-sul do primeiro planalto paranaense, às margens do rio Barigui. O material coletado em diferentes alturas do fuste de 56 árvores foi polido com lixas de diferentes grãs, para evidenciar os anéis de crescimento, demarcados pelo achatamento das paredes das fibras. Em cada disco, foram traçados quatro raios ortogonais e marcados os limites dos anéis de crescimento, sendo estes posteriormente medidos com auxilio de uma mesa de mensuração Velmex. Dois grupos de indivíduos em posições sociológicas distintas foram considerados para a análise dos dados, sendo um de dossel e outro de sub-bosque, onde foram analisados o incremento corrente em diâmetro e em altura, ponto de inversão morfológico, idades, entre outros parâmetros biométricos. A sincronia dos dados (séries) foi verificada a partir de análise gráfica e do resultado do programa computacional COFECHA. Para a padronização dessas séries e construção de uma cronologia para a área de estudo foi utilizado o programa ARSTAN, que faz a remoção das tendências biológicas de crescimento e evidencia os possíveis sinais climáticos registrados nos anéis. Os dados de crescimento foram correlacionados às variáveis ambientais de precipitação e temperatura, cedidas pelo Instituto Nacional de Meteorologia - INMET, para o período de 1961 a 2001 para a região de Curitiba, PR. Para melhor compreensão desta dissertação, ela contempla uma Introdução e uma Revisão Bibliográfica geral e dois capítulos. O primeiro trata das estratégias ecológicas de crescimento de Sebastiania commersoniana em Floresta Ombrófila Mista Aluvial e o segundo sobre Dendroecologia dessa espécie, em Floresta Ombrófila Mista Aluvial.Abstract: The maintenance need of alluvial environments, intensely anthropized and fragilized, implies that knowledge of the ecological strategies on growth of the tree species that compose these environments becomes an urgent issue that aims their conservation. Dendroecological and dendrochronological studies allow us to understand these relationships, by using the information recorded in the annual tree rings formed in a number of plant species. There are several endogenous and exogenous factors that jointly acting in the growth behavior of these tree species. The result of this interaction factors is reflected in the tree ring width presented for a given year. Furthermore, the search for a favorable sociological position in the forest structure can be verified along the stem, from cross wood sections collected at different heights. This study aimed to carry out a dendroecological study of Sebastiania commersoniana (Baill.) L.B.Sm. & Downs tree species, commonly known as "branquilho", in a remnant of Alluvial Mixed Ombrophylous Forest on the Barigui riverbank in Araucaria (Curitiba Metropolitan Region) in the South-central portion of the first plateau in Parana. The wood discs collected in different stem heights of 56 trees was previously polished with different grains sandpaper aiming to allow the macroscopic tree rings analyses, which boundaries are defined by thickening and radial flattening of the fiber walls. On each wood disc, four orthogonal radii were plotted and the growth rings boundaries were marked. The widths of growth rings were measured by using a Velmex measuring system. All individuals considered in this study were classified in function of their distinct sociological positions for the data analysis as, (i) canopy and (ii) understory trees. The current increase in diameter and height increment, morphological point of inversion, age determination, and other biometric parameters were analyzed. The timing of the data (time series) was verified from the results and graphical analysis of the COFECHA software. To standardize these time series aiming to establish a chronological series for the study area was used ARSTAN program, which makes the removal of biological growth trends and highlights the possible climatic signals recorded in the tree rings. The growth data were correlated to environmental variables for the region of Curitiba Metropolitan region (e.g. temperature and precipitation), comprising the period from 1961 to 2001. For better understanding of the dissertation structure, including an Introduction, a Bibliographic Review and two Chapters. The first deals with the ecological growth strategies of Sebastiania commersoniana trees species and the second one focusing on Dendroecology of this species that naturally occur in Alluvial Mixed Ombrophylous Forest

SOIL CHEMICAL ATTRIBUTES RELATIONSHIPS AROUND THE Araucaria angustifolia TREES IN AGROFORESTRY SYSTEMS

This work aimed to understand the relationships between araucaria trees and some abiotic factors (soil type, soil organic C and soil nutrient supply) in agroforestry systems (AFS). Soils of two production areas in south-central region of the state of Parana (Bituruna - B and São Mateus do Sul - M) were characterized and soil chemical attributes were determined in microsites close to araucaria trees. B area presented only “juvenile” trees, while M area was formed by “juvenile” and “adult” trees. According to the multiple linear regression analyses, the soil chemical attributes showed an almost total dependence of the microsites depth. Soil chemical attributes dependence was much more diffuse in relation to the distances from the tree insertion in the soil. The non-metric multidimensional scaling ordination according to soil chemical attributes showed a great overlap of behavior of these tree groups. The chemical attributes comparison generated, to a certain extent, a soil fertility deficiency gradient between the microsites of the three groups of trees (MJ < MA < BJ). AFS with shaded Ilex paraguariensis must consider the replacement of nutrients exported by leaf harvest, which will help in the sustainability of the activity. This includes the environmental services that the AFS promotes by maintaining, or even renewing, of the native trees from the local forest, especially araucaria trees, in a productive system

CARACTERIZAÇÃO FLORÍSTICA E DIVERSIDADE NA FLORESTA NACIONAL DE SÃO FRANCISCO DE PAULA, RS, BRASIL

Objetivou-se com esse trabalho encontrar os melhores indicadores para avaliar a estrutura e a diversidade no componente arbóreo em área de Floresta Ombrófila Mista na Floresta Nacional de São Francisco de Paula, RS. A amostragem da vegetação foi realizada por meio de 180 subunidades de 10 m x 10 m, onde foram inventariados todos os indivíduos arbóreos com CAP ≥ 30 cm. Foram calculados os parâmetros de frequência e densidade, os índices de dispersão de McGuinnes, Fracker e Brischle e Payandeh e diferentes índices de diversidade alfa. Os índices de dispersão revelaram o mesmo comportamento para as espécies, sendo a maioria classificadas como agregadas ou com tendência ao agrupamento, o que mostra que a floresta ainda não atingiu um estado maduro e avançado de desenvolvimento. Os índices de Margalef e Shannon obtiveram valores subestimados possivelmente influenciados pelo tamanho da unidade amostral, denotando baixa diversidade de espécies quando comparado com outras áreas. O índice de Menhinick representou a diversidade de forma bastante real mesmo em unidades amostrais pequenas, caracterizando a floresta de média a alta diversidade. Os índices de Simpson e MacIntosh denotaram baixa dominância e os índices de equidade demonstraram alta uniformidade nas espécies

EFEITOS DE UM CICLONE EXTRATROPICAL NA BIOMASSA DE ÁRVORES EM FRAGMENTOS DE FLORESTA COM ARAUCÁRIA

Distúrbios naturais causados pela intensificação dos efeitos das mudanças climáticas são cada vez mais comuns nas regiões subtropicais do Sul do Brasil. Procuramos quantificar a perda de biomassa aérea em fragmentos de Floresta com Araucária atingidos pela passagem de um ciclone extratropical e analisar como a dinâmica do recrutamento pode contribuir para recuperação da biomassa. Em 2009 foram alocadas 116 parcelas de 10 x 20 m, nas quais foram amostrados todos os indivíduos arbóreos com DAP > 4,8 cm. Neste mesmo ano, parte das parcelas foi atingida por um ciclone extratropical. Em 2014 e 2016 as parcelas foram novamente amostradas. A biomassa foi definida com uso equação especifica, tanto para os indivíduos remanescentes, como para recrutados. Verificou-se uma diminuição significativa da biomassa nas parcelas afetadas pelo ciclone, assim como, maior ganho de biomassa dos indivíduos recrutados para essas áreas. Passados sete anos da ocorrência do ciclone, as parcelas afetadas não recuperaram a biomassa a níveis pré-ciclone. A intensificação de eventos climáticos extremos para região subtropical do continente Sul-americano é preocupante e traz uma nova questão a ser avaliada em estudos futuros

Diversity and patterns of spatial distribution of species of natural regeneration in São Francisco de Paula, RS, Brazil

Objetivou-se com este trabalho a análise da diversidade florística e da distribuição espacial de espécies da regeneração natural em um fragmento de Floresta Ombrófila Mista na Floresta Nacional de São Francisco de Paula (RS), mediante a comparação de diferentes índices de diversidade e dispersão. A amostragem da vegetação foi realizada por meio de 180 subunidades de 10m x 10m, onde foram inventariados todos os indivíduos com altura superior a 1,30m e com circunferência à altura do peito (CAP) mínima de 3,0cm, até a circunferência limite de 29,9cm, considerados como regeneração natural. Foram calculados os parâmetros de frequência e densidade, os índices de dispersão de MacGuinnes, de Fracker e Brischle e de Payandeh e diferentes índices de diversidade alfa. Os índices de dispersão revelaram o mesmo comportamento para as espécies, que se mostraram agregadas ou com tendência ao agrupamento. O índice de Margalef revelou valores subestimados da diversidade, possivelmente influenciado pelo tamanho da unidade amostral. O índice de Menhinick e o índice de Shannon representaram a diversidade de forma bastante real, mesmo em unidades amostrais pequenas. Os índices de Simpson e MacIntosh denotaram baixa dominância, e os índices de equidade demonstraram alta uniformidade nas espécies.This work aimed the analysis of floristic diversity and spatial distribution of species of natural regeneration in an area of Mixed Rainy Forest in the National Forest of São Francisco de Paula, RS, comparing different diversity and dispersion indexes. The vegetation sampling was performed by analyzing 180 subunits of 10 m x 10 m, with all the individuals taller than 1.30 m and with breast height circumference from 3.0 cm to the limit of 29.9 cm, considered as natural regeneration. The parameters of frequency and density, dispersion indexes of MacGuinnes, Fracker and Brischle and Payandeh, and different alpha indexes of diversity were calculated. The dispersion indexes revealed the same behavior for the species, which are aggregated or presented a tendency to cluster. Margalef index was underestimated, possibly influenced by the size of sample unit. The Menhinick and Shannon indexes represented the diversity in a very real form, even in small sampling units. The indexes of Simpson and MacIntosh denoted low dominance and the equity indexes revealed high uniformity in species

PADRÕES DE CRESCIMENTO DE Araucaria angustifolia E Cedrela fissilis NO CENTRO-SUL DO PARANÁ

A avaliação dos padrões de crescimento das árvores pode resgatar informações e indicar características do comportamento ecológico das espécies, importantes tanto para a conservação quanto para o seu manejo. A hipótese deste estudo é que os ciclos de corte de florestas do Sul do país resultaram em eventos de liberação do crescimento nas árvores remanescentes. Os objetivos foram identificar os padrões de crescimento, compará-los com a autoecologia das espécies e verificar o sincronismo dos eventos de liberação ou supressão. Foram coletadas 3 amostras não destrutivas de lenho de cada uma das 30 árvores por espécie, com uso de trado de incremento. As amostras de lenho foram secas e polidas, para posterior delimitação e mensuração da largura dos anéis anuais de crescimento. Para verificar alterações no incremento, foram calculados os incrementos diamétricos relativos, buscando detectar padrões de liberação e/ou supressão do crescimento, bem como a sincronicidade destes eventos. Os resultados indicaram diferentes padrões de crescimento para ambas as espécies. Para A. angustifolia, a maioria das árvores não registrou eventos de liberação ou supressão. Para C. fissilis, a maioria das árvores passou por, pelo menos, um evento de supressão. A sincronicidade entre eventos de liberação e supressão foi baixa, indicando que eventos individuais, e não de grande escala, atuaram. Não foi possível identificar liberações do crescimento relacionadas ao ciclo histórico de corte seletivo ocorrido na região Sul do Brasil

Influência de Guadua paraguayana Döll sobre a estrutura e a regeneração de um remanescente florestal no alto Tibagi, estado do ParanáInfluence of Guadua paraguayana Döll on the structure and regeneration of a remaining forest at the high

Tão logo detectada a invasão do bambu Guadua paraguayana na planície aluvial do rio Tibagi, Ponta Grossa-PR, buscou-se avaliar, por meio de levantamento fitossociológico e indicadores associados à estrutura e funcionamento de formações florestais, a agressividade e influência da espécie sobre a estrutura e regeneração de um remanescente de Floresta Ombrófila Mista Aluvial. O estudo fitossociológico consistiu na instalação de dezesseis parcelas (50 m²) para inventário dos indivíduos arbóreos com CAP  ≥ 15 cm e dezesseis parcelas (4 m²) para estudo da regeneração natural. Os resultados atestam que a presença de G. paraguayana na riqueza de espécies da floresta, mortalidade, número de indivíduos arbóreos, vitalidade dos indivíduos remanescentes, profusão de epífitos vasculares e avasculares, na regeneração natural e incidência de radiação no interior das parcelas, é significativa. Mas, apesar de as alterações provocadas por este bambu comprometerem a dinâmica de regeneração no remanescente, a espécie é apenas um agravante, não a causa da degradação ambiental.Abstract As soon as the bamboo’s invasion was diagnosed in the alluvial floodplain of Tibagi’s river, Ponta Grossa-PR, the study started evaluating, through phytosociological study and indicators associated with the structure and functioning of the forest, the aggression and influence of the bamboo species on the structure and regeneration of a subtropical ombrophilous alluvial forest remnant. The phytosociological study was developed by an installation of sixteen plots (50m²) to inventory all the trees with CBH ≥ 15 cm and sixteen other plots (4m²) for studying the regeneration: individuals with up to 1.30 m high. The results show that the effect of G. paraguayana in species richness, mortality and number of trees, vitality of the remaining trees, abundance of vascular and nonvascular epiphytes, regeneration and in the incidence of radiation inside the plots, is very significant. But even though the changes caused by this bamboo compromise the regeneration dynamics of alluvial formations in the high Tibagi’s areas, the species is only an aggravating and not the cause of environmental degradation

Climate seasonality limits leaf carbon assimilation and wood productivity in tropical forests

The seasonal climate drivers of the carbon cycle in tropical forests remain poorly known, although these forests account for more carbon assimilation and storage than any other terrestrial ecosystem. Based on a unique combination of seasonal pan-tropical data sets from 89 experimental sites (68 include aboveground wood productivity measurements and 35 litter productivity measurements), their associated canopy photosynthetic capacity (enhanced vegetation index, EVI) and climate, we ask how carbon assimilation and aboveground allocation are related to climate seasonality in tropical forests and how they interact in the seasonal carbon cycle. We found that canopy photosynthetic capacity seasonality responds positively to precipitation when rainfall is  < 2000 mm yr⁻¹ (water-limited forests) and to radiation otherwise (light-limited forests). On the other hand, independent of climate limitations, wood productivity and litterfall are driven by seasonal variation in precipitation and evapotranspiration, respectively. Consequently, light-limited forests present an asynchronism between canopy photosynthetic capacity and wood productivity. First-order control by precipitation likely indicates a decrease in tropical forest productivity in a drier climate in water-limited forest, and in current light-limited forest with future rainfall  < 2000 mm yr⁻¹

Dendroecologia de Aspidosperma polyneuron Müll. Arg. em duas condições geomorfológicas no sul do Brasil

Orientador : Prof. Dr. Franklin GalvãoCoorientador : Prof. Dr. Paulo César BotossoCoorientador : Prof. Dr. Fidel A. Roig JuñetTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 04/04/2017Inclui referências ao final de cada capítuloResumo: Aspidosperma polyneuron Mull. Arg. (APOCYNACEAE), popularmente conhecida como peroba-rosa, e uma especie nativa, nao-pioneira que possui aneis de crescimento distintos a pouco distintos. Pode ser encontrada desde a Caatinga ate a Mata atlantica. Em uma area de transicao entre a Floresta Ombrofila Mista e a Floresta Estacionai Semidecidual, no Sul do Brasil, entre os meses de julho e setembro de 2011, foram coletados 40 discos do lenho de arvores de peroba-rosa (secoes transversais do fuste) a 0,40 m acima do nivel do solo. Destes, 25 provenientes de arvores crescendo naturalmente em areas de encostas e os demais (15 discos) de individuos em area da planicie de inundacao do rio Tibagi, Parana. Estas arvores foram abatidas em decorrencia da formacao do lago da Usina Hidreletrica Governador Jayme Canet Junior e compoem as amostras que deram origem aos tres capitulos desta Tese. O primeiro capitulo intitulado "A historia ambiental registrada nos aneis de crescimento de Aspidosperma polyneurori', trata da datacao, sincronizacao e padronizacao dos aneis de crescimento e a correlacao de variaveis ambientais regionais (precipitacao, temperatura, cota do rio) e globais (El-nino e SOI) com as cronologias construidas para a especie. O segundo capitulo "Dinamica e crescimento diametrico de Aspidosperma polyneurori' aborda questoes referentes ao crescimento diametrico da peroba-rosa. Investiga o tempo de passagem entre classes diametricas, com o intuito de reunir informacoes sobre a dinamica da florestal e dados sobre a autoecologia da especie. O terceiro e ultimo capitulo, "Macro e micronutrientes nos aneis de crescimento: uma nova perspectiva na analise do ambiente florestal", apresenta dados referentes ao conteudo quimico dos aneis de crescimento de A. polyneuron. Para a determinacao deste conteudo foi empregada a tecnica analitica de espectrometria de emissao optica com plasma induzido por laser (LIBS), como alternativa para estudos dendroquimicos. Palavras-chave: Dendrocronologia. Dendroquimica. Aneis de crescimento. Dinamica florestal. Macro e micronutrientes.Abstract: Aspidosperma polyneuron Mull. Arg. (APOCYNACEAE), popularly known as Perobra-rosa, is a native, non-pioneer species that has distinct and indistinct growth rings. It can be found from the Caatinga to the Atlantic Forest biomes. Between July and September 2011, 40 wood discs (cross sections of the shaft) were collected at 0.40m above the ground level in a transition area between the Mixed Ombrophilous Forest and the Semideciduous Seasonal Forest in southern Brazil. 25 of them come from trees grown on hillsides, and the remaining (15 discs) are from individuals found on the floodplain area of the Tibagi River, in Parana State. These trees were felled as a result of the construction of the Governador Jayme Canet Junior Flydroelectric Power Plant and compose the samples that gave rise to the three chapters of this thesis. The first chapter entitled "The environmental history recorded in the growth rings of Aspidosperma polyneuron" deals with the dating, synchronization and standardization of growth rings and the correlation of regional environmental variables (precipitation, temperature, river quota) and global variables (El-nino and SOI) with the chronologies built for this species. The second chapter "Dynamic and diametric growth of Aspidosperma polyneuron" addresses questions regarding the diametric growth of the peroba-rosa. It investigates the time of passage between diametric classes, in order to gather information on the dynamics of the forest and data on the autecology of this species. The third and last chapter, "Macro and micronutrients in growth rings: a new perspective in the analysis of the forest environment", presents data referring to the chemical content of the growth rings of A. polyneuron. To determine this content, the Laser Induced Breakdown Spectrometry (LIBS) technique was used as an alternative for dendrochemical studies. Keywords: Dendrochronology. Dendrochemistry. Growth rings. Forest dynamics. Macro and micronutrients