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Título: Influência de fatores bióticos e abióticos na regeneração inicial de espécies com abundâncias distintas na caatinga
Título em inglês: Influence of biotic and abiotic factors in the initial regeneration of species with different abundances in caatinga
Autor(es): Ferreira, Wanessa Nepomuceno
Orientador(es): Medeiros Filho, Sebastião
Palavras-chave: Ecofisiologia vegetal
Poincianella bracteosa
Libidibia ferrea
Abundância
Predação pré-dispersão
Dormência
Data do documento: 2015
Citação: FERREIRA, W. N. (2015)
Resumo: Uma questão central em ecologia refere-se à distribuição e abundância das espécies, e como estes atributos são influenciados por fatores bióticos e abióticos. O nicho de regeneração expressa os limites de condições bióticas e abióticas toleradas e/ou requeridas durante o processo de regeneração de uma espécie. Esse processo envolve desde a produção de sementes até o recrutamento de juvenis, incluindo a dispersão e germinação de sementes, e estabelecimento de plântulas. Qualquer fator que diminua a probabilidade de sobrevivência, em qualquer etapa da regeneração, pode reduzir o tamanho da população, sendo este efeito conhecido como gargalo demográfico. Dentro desse contexto, nosso objetivo foi avaliar como fatores bióticos e abióticos podem afetar o processo de regeneração inicial em espécies da caatinga, sugerindo possíveis preditores de suas abundâncias. As espécies focais foram Poincianella bracteosa (Tul.) L.P. Queiroz, que apresenta alta densidade de indivíduos adultos em áreas de caatinga e Libidibia ferrea (Mart. ex Tul.) L.P. Queiroz, que possui baixa densidade nessas áreas e ocorre, preferencialmente, nas margens de rios temporários. Portanto, a escolha das espécies deveu-se ao contraste de abundância entre elas, o que as tornam bons modelos para compreender a relação entre nicho de regeneração e abundância. No manuscrito I, os fatores estudados foram predação pré-dispersão e dormência de sementes. Os frutos das espécies foram coletados em área de caatinga localizada na Fazenda Experimental Vale do Curu/UFC, no município de Pentecoste-CE. No experimento de predação, realizamos a biometria dos frutos (n=100/espécie), em seguida, estes foram beneficiados e as sementes classificadas em três grupos (sadias, mal-formadas e predadas). Para cada espécie, calculou-se a taxa de predação e contabilizou-se o número de insetos predadores. No experimento de dormência, as sementes sadias de ambas as espécies foram submetidas a seis tratamentos pré-germinativos. Ao final do ensaio, calculou-se a porcentagem de germinação, índice de velocidade de germinação e tempo médio de germinação. L. ferrea apresentou maior taxa de predação de sementes do que P. bracteosa e baixo potencial de germinação, pois, suas sementes possuem tegumento fortemente impermeável à água. Nossos resultados sugerem que os fatores estudados podem afetar a regeneração inicial de L. ferrea e parecem não ter efeitos significativos para P. bracteosa. No manuscrito II, o fator estudado foi o estresse hídrico. Avaliamos características morfológicas e fisiológicas de plântulas submetidas a diferentes regimes hídricos (10, 40, 70 e 100% da capacidade de campo) durante 85 dias, em casa de vegetação localizada na Estação Meteorológica/UFC, em Fortaleza-CE. P. bracteosa apresentou características de espécie de baixo-recurso, que conferem vantagens ecológicas em condições de estresse, enquanto L. ferrea apesentou características de espécie de alto-recurso. Nossos resultados sugerem que os atributos da “Síndrome de resistência ao estresse” podem favorecer a alta abundância de P. bracteosa em áreas de caatinga. No manuscrito III os fatores estudados foram o estresse hídrico e a herbivoria. Avaliamos o crescimento inicial e a sobrevivência das plantas em condições naturais de disponibilidade hídrica sazonal e ataque de insetos herbívoros, em área de caatinga localizada na Fazenda Experimental Vale do Curu/UFC. Plantas jovens (dois meses de idade) de ambas as espécies foram submetidas a dois tratamentos, controle e inseticida. Mensalmente, foram realizadas medidas de altura, diâmetro e número de foliólulos durante um ano (abril/2013 - abril/2014). As taxas de crescimento em altura e diâmetro foram calculadas para diferentes períodos: chuvoso/2013, seco/2013 e chuvoso/2014. A herbivoria foi avaliada durante as estações chuvosas (2013/2014), contabilizando-se o número de foliólulos com danos causados por insetos. Também foram realizadas medidas de trocas gasosas durante as estações chuvosa e seca/2013. As espécies não apresentaram diferenças significativas nas taxas de crescimento, mas L. ferrea foi mais susceptível à herbivoria e à seca do que P. bracteosa. Nossos resultados sugerem que, durante o estágio de planta juvenil, os efeitos do estresse hídrico associados aos danos cumulativos da herbivoria podem limitar a regeneração natural de L. ferrea em áreas de caatinga, sendo os efeitos pouco expressivos na regeneração de P. bracteosa.
Abstract: A central question in ecology refers to the distribution and abundance of species, and how these attributes are influenced by biotic and abiotic factors. The regeneration niche expressed limits biotic and abiotic conditions tolerated and/or required during the regeneration process of a species. This process involves from producing seed until recruitment of juvenile, including seed dispersal, germination, and seedling establishment. Any factor that decreases the probability of survival at any stage of regeneration can reduce the size of the population, and this effect is known as demographic bottleneck. In this context, the aim of this study was to evaluate how biotic and abiotic factors can affect the natural regeneration process and to suggest possible predictors of species abundance. The focal species were Poincianella bracteosa (Tul.) LP Queiroz, who has a high abundance of adults in caatinga areas and Libidibia ferrea (Mart. Ex Tul.) LP Queiroz, who has low abundance in these areas and occurs preferentially on the banks temporary rivers. The choice of species is due to the contrast of abundance between them, which makes them good models for understanding the relationship between regeneration niche and abundance. In the manuscript I, studied factors were pre-dispersal predation and seed dormancy. The fruits were collected in caatinga area located at the Fazenda Experimental Vale do Curu/UFC in the city of Pentecoste-CE. In the predation experiment, conducted biometrics fruits (n=100/species), then fruits have benefited and the seeds were classified into three groups (healthy, malformed and preyed). For each species, we calculated the rate of predation and recorded the number of predator insects. In the dormancy experiment, healthy seeds of both species were subjected to six pre-germinative treatments. At the end of the test, was calculated the germination percentage, germination speed index and average germination time. L. ferrea showed the highest seed predation than P. bracteosa and low germination potential, since its seeds have strongly coat impermeability to water. Our results suggest that the factors can affect the regeneration of L. ferrea and seem to have no significant effects on P. bracteosa. In the manuscript II, the studied factor was water stress. We assess morphological and physiological characteristics of seedlings under different water regimes (10, 40, 70 and 100% of field capacity) for 85 days, in a greenhouse located at the Meteorological Station/ UFC, in the city of Fortaleza-CE. P. bracteosa showed features of species low-resource, which provide ecological benefits in conditions of stress, while L. ferrea showed features of species high-resource. Our results suggest that the attributes of "Stress resistance syndrome" may favor the high abundance of P. bracteosa in areas of caatinga. In the manuscript III the factors studied were water stress and herbivory. We evaluate the initial growth and survival of seedlings under natural conditions of seasonal water availability and attack insect herbivores on caatinga area located at the Fazenda Experimental Vale do Curu/UFC. Seedlings (two months of age) of species were submitted to two treatments, control and insecticide. Monthly, were performed measures of height, diameter and number of leaflets for one year (April/2013 - April/2014). Growth rates in height and diameter were calculated for different periods: rainy/2013, dry/2013 and rainy/2014. The herbivory was conducted during the rainy seasons (2013/2014), counting the number of leaflets with insect damage. Were also conducted measurements of gas exchange during the rainy season and dry/2013. The species showed no significant differences in growth rates, but L. ferrea was more susceptible to herbivory and drought than P. bracteosa. Our results suggest that during the seedling stage, water stress associated with cumulative damage of herbivory may affect the natural regeneration of L. ferrea in areas of caatinga and is little significant in the regeneration of P. bracteosa.
Descrição: FERREIRA, Wanessa Nepomuceno. Influência de fatores bióticos e abióticos na regeneração inicial de espécies com abundâncias distintas na caatinga. 2015. 87 f. Tese (Doutorado em Ecologia e recursos naturais)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2015.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/20073
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