O uso da razão isotópica de 18O para determinar incremento de Eschweilera

coriacea na região de Manaus

Flávia Durgante - INPA Shinta Ohashi – FFPRI

O crescimento das árvores

Crescimento

Incremento diamétrico

Meristema Apical

Meristema secundário

Incremento

Remedição de Parcelas Permanentes

Dendrocronologia

Primeiras parcelas da Amazônia Brasileira em 19781

Árvores com idade média aproximada de 500 anos2 Produtividade em Biomassa Aérea3

1-Silva e Lopes, 1984 Embrapa-CPATU; 2- Chambers et al. 1998 Nature; 3- Cintra et al. 2013

Dendrocronologia

Estudo de anéis de crescimento

Encontrar uma cronossequência na produção dos anéis que expressem uma variação no tempo

(“dendros” – árvore; “cronos” – tempo; “logia”- estudo)

2 anéis em um ano África: Jacob 1989 IAWA

Anéis Anuais Várzea (Worbes, 2002 Dendrocronologia;

Schongart et al. 2007. Annual Forest Science)

Terra firme (Fichtler et al 2003. Biotropica; Brienen e Zuidema 2005.

Oecologia; Zuidema et al 2012 Trends in Ecology and Evolution )

Dendrocronologia (“dendros” – árvore; “cronos” – tempo; “logia”- estudo)

10mm

1

2

3

4

5

6

10 mm/ 6 anos

Média = 1.6mm/ano

Dendrocronologia (“dendros” – árvore; “cronos” – tempo; “logia”- estudo)

Falsos anéis Priya and Bhat 1998 Forest Ecology and

Management

Inexistência de anéis anuais Lieberman et al. 1985 Ecology

Dunisch et al. 2002 IAWA

A anualidade de anéis de crescimento precisa ser comprovada antes dos estudos

começarem

Rozendaal e Zuidema 2011 Trees

Os anos marcados na madeira Radioisótopo 14C

14N 14C

Reação nuclear

14CO2

Vieira et al. 2005 PNAS

Variação climática marcada na madeira

Padrão da variação de isótopos estáveis como 13C e 18O

13C=13C/12C

Abertura e fechamento dos estômatos

18O da chuva

18O = 18O / 16O

Ohashi et al. 2009 Trees

Brienen et al. 2013 Biogeoscience

18O da Chuva em Manaus

Média de dados de 1965 à 1990 Fonte dos dados: Water Isotope System for Data Analysis, Visualization, and Electronic Retrieval (WISER)

R= -0.87 p= 0.0002

Silva et al. 2002 Forest Ecology and Management

r= 0.84 p = 0.001

É possível avaliar a variação isotópica intra-anual na madeira de Eschweilera coriacea e assim utilizar para

determinar taxa de incremento dessa espécie na região de Manaus?

Para validar o uso de anéis isotópicos para determinar incremento periódico anual (IPA):

Datação com Δ14C

Comparação da taxa de incremento da espécie com dados de

parcelas permanentes

Foram coletado discos de 3 árvores de Eschweilera coriacea na EEST-ZF-2

Variação isotópica intra-anual

18 O

13C 2 cm

Resolução 0.2mm

Validar o uso de anéis isotópicos para determinar IPA

Lad

o d

a C

asca

→

Anéis anatômicos

foram selecionados para análise

de datação do 14C do anel

Parcelas permanentes

Medição anual Bionte: 81 indivíduos

de Eschweilera coriacea remedidos

durante 26 anos

Medição mensal Bandas dendrométricas:

13 árvores medidas mensalmente: experimento com árvores mensuradas de

10 a 14 anos

-30

-25

20

25

30

35

0510152025

d18Od13C

δ1

8O

(‰

)

Lado da Casca →

δ1

3C

(‰

)

-30

-25

20

25

30

35

0510152025

δ1

8O

(‰

)

δ1

3C

(‰

)

Matamata No.2 Radius No.1

Matamata No.2 Radius No.2

Radius 1 vs. Radius 2

Resolution of analysis : 0.2 mm Distance from cambium (mm)

Arv 1 vs. Arv 2 vs. Arv 3

-30

-25

20

25

30

35

0510152025

-30

-25

20

25

30

35

0510152025

Consistent with δ18Oprecipitation variation between May and Oct

-30

-25

20

25

30

35

0510152025

Árvore No.1 Cortada em Maio 2013

Árvore No.2 Cortada em Maio 2013

Árvore No.3 Cortada em Outubro 2013

Distance from cambium (mm)

δ1

3C

(‰

) δ

13C

(‰

) δ

13C

(‰

)

δ1

8O

(‰

) δ

18O

(‰

) δ

18O

(‰

)

Lado da Casca →

-30

-25

20

25

30

35

0510152025

d18Od13C

δ1

8O

(‰

)

Lado da Casca →

δ1

3C

(‰

)

-30

-25

20

25

30

35

0510152025

δ1

8O

(‰

)

δ1

3C

(‰

)

Matamata No.2 Radius No.1

Matamata No.2 Radius No.2

Radius 1 vs. Radius 2

2007+1

2009±2 2005±1 2004+1

Isotopic missing ring?

2008±2 2003±1

2009 2006

Resolution of analysis : 0.2 mm Distance from cambium (mm)

Em vermelho Idade no radiocarbono do anel anatômico

-30

-25

20

25

30

35

40

0102030405060708090100

2008 ±2

1997 −1

1997 −1

1992 +1

1985 ±1

1978 +1

1973 +1

1967 or 64

2007 2002 1999 1995 1989 1983 1980 1977

Matamata No.1, Radius No.1

δ1

3C

(‰

)

Anel isotópico X Datação de 14C

δ1

8O

(‰

)

Resolution of analysis : 0.2 mm Distance from cambium (mm)

Lado da Casca →

Em vermelho Idade no radiocarbono do anel anatômico

-30

-25

20

25

30

35

40

0102030405060708090100

2003 ±1

2008 ±2

1994 +1

1988 ±2

1984 +1

1979 ±1

110 BP 1967 or 64

1993 −1

2006 1996 2009 2004 2002 1998 2000

Matamata No.2, Radius No.2

Anel isotópico X Datação de 14C

δ1

8O

(‰

)

δ1

3C

(‰

)

Resolution of analysis : 0.2 mm Distance from cambium (mm)

Lado da Casca →

Em vermelho Idade no radiocarbono do anel anatômico

Incremento Anel isotópico X Incremento de Parcelas Permanentes

p = 0.010 Post Hoc Teste de Tukey

IPA_isotopos - IPA_bandas

IPA_isotopos - IPA_bionte p = 0.005

Incr

emen

to P

erió

dic

o A

nu

al (

mm

/an

o)

Significativamente diferente 0.01

Discussão

É possível verificar na madeira uma larga variação isotópica da 18 O

além de 10‰, aparentando um comportamento similar a variação da 18 O da chuva

Porém há uma pequena variação na 13C demonstrando uma baixa razão entre a abertura e fechamento dos estômatos com

a taxa fotossintética

Os anéis isotópicos de 18 O nessas 2 amostras estudadas de E. coriacea não representam variação cronológica anual

Discussão

O Incremento informado pelos anéis isotópicos é significativamente diferente do incremento captado em parcelas permanentes indicando

que há informações do crescimento que a variação de 18 O não conseguiu captar

Possivelmente a não captação da variação anual da água da chuva pode estar relacionado:

Com anos que a árvore não incrementou e não formou anel isotópico Ou a árvore cresceu tão pouco que a resolução isotópica de 0.2 mm não

consegue captar

Conclusão

18 O se mostrou promissor para estudos de padrão de crescimento na região Amazônica

Conclusão

Por mais que exista um traço do 18 O marcado na madeira, é necessário sempre

comprovar se o anel isotópico representa um período cronológico

18 O deve ser testada em árvores de crescimento rápido e que o comportamento de crescimento seja regular durante os anos

Mesmo utilizado tecnologia avançada, as parcelas permanentes continuam sendo

a ferramenta que expressa o incremento de espécies florestais com maior confiança

Obrigada pela atenção