Ecophysiological and biomechanical properties of native and cultivated tree species in the province of Misiones

Autor: Rodríguez, Sabrina Andrea
Přispěvatelé: Goldstein, Guillermo Hernán
Jazyk: Spanish; Castilian
Rok vydání: 2015
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital (UBA-FCEN)
Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
instacron:UBA-FCEN
Popis: El objetivo general de este estudio fue el de analizar propiedades biomecánicas yecofisiológicas de 10 especies nativas del bosque subtropical y 5 especies cultivadas enplantaciones forestales para comprender aspectos importantes de la estructura,funcionamiento y dinámica de bosques nativos subtropicales y plantaciones forestales enla Provincia de Misiones. Se hizo énfasis en mecanismos de regulación del flujo de agua ados escalas: individuo y ecosistema así como características biomecánicas de especies delbosque nativo y su relación con modos de mortalidad. Una hipótesis general de esteestudio es que las características biomecánicas y de la estructura hidráulica de los árboles,como por ejemplo la densidad de madera, esta funcionalmente relacionada con aspectosfisiológicos y ecológicos de especies de árboles: tasas de crecimiento, estabilidadmecánica, tasas y modos de mortalidad, eficiencia en el transporte de agua y lavulnerabilidad a la cavitación de los árboles tanto de especies nativas como cultivadas. Losobjetivos específicos fueron: 1.Establecer la relación entre densidad de madera y tasas decrecimiento, analizar la relación entre la densidad y otras propiedades biomecánicas de lamadera (resistencia a la deformación, ruptura, penetración) y; establecer la relación entrepropiedades biomecánicas, tasas de crecimiento y modo de mortalidad (desarraigado,quebrado, muerto en pie, otros); 2.Determinar si la densidad de madera es un buen predictor de la eficiencia del transporte de agua y la vulnerabilidad a la cavitación; yestablecer si hay compromisos entre la eficiencia de transporte del agua y vulnerabilidad ala cavitación, es decir si propiedades del sistema de transporte que confieren menorvulnerabilidad tienen un costo que resulta en xilemas con menor capacidad paratransportar agua desde el suelo hasta las hojas; 3. Cuantificar el consumo de agua, suvariación diaria y estacional; y analizar la relación entre el consumo de agua, la densidadde madera, tasas de crecimiento y condiciones climáticas a diferentes escalas espaciotemporales desde individuo a ecosistema. Se estudió la densidad de madera en talloprincipal y ramas, área de xilema activo, consumo de agua, tasas de crecimiento,características arquitecturales, modo de mortalidad de los árboles adultos, eficiencia detransporte de agua, vulnerabilidad a la cavitación y propiedades biomecánicas. Ladensidad de madera estuvo fuertemente relacionada con las tasas de crecimiento (unamenor densidad, y por lo tanto, un menor costo de construcción por unidad de volumendel xilema estuvo asociado a una mayor tasa de crecimiento, tal como lo sugierenmodelos derivados de teorías fractales), las propiedades biomecánicas y en menor medidacon el modo de mortalidad de los árboles. El modo de mortalidad en los árboles estuvorelacionado con la resistencia a la rotura y la dureza y con la posición en el dosel queocupaban los árboles. Esto último se debe a la combinación de elevadas precipitaciones yvientos fuertes en el sitio de estudio en donde el grado de protección al viento de un árbolpor sus vecinos tiene gran importancia en la protección de los arboles a condicionesambientales extremas. La densidad de madera estuvo relacionada con la eficiencia detransporte de agua en las especies nativas, pero no se relacionó con la vulnerabilidad a la cavitación. Las especies cultivadas fueron menos eficientes en el transporte de agua, peromenos vulnerables a la cavitación comparadas con las especies nativas. Esto esconsistente con la baja eficiencia en el transporte de agua de las gimnospermas y suspequeños márgenes de seguridad. El consumo de agua no estuvo relacionado con ladensidad de madera a nivel individuo, pero sí con el tamaño de los árboles (DAP) cuandose incluyeron a todas las especies en los análisis de relaciones funcionales. A nivel deecosistema, la evapotranspiración en las plantaciones forestales estudiadas fue similar a ladel bosque nativo. The overall objective of this study was to analyze biomechanical andecophysiological properties of 10 native species of subtropical forests and five cultivatedspecies in forest plantations with the aim of understanding important aspects of thestructure, function and dynamics of subtropical native forests and plantations in the Province of Misiones. A general hypothesis of this study is: wood density is functionallyrelated to physiological and ecological aspects of tree species such as growth rates,mechanical stability, mortality rates, and efficiency and safety in the water transportsystem of trees. The specific objectives were: 1. To establish the relationship betweenwood density and growth rates, analyze the relationship between density and otherbiomechanical properties of wood (resistance to deformation, rupture, penetration) andestablish the relationship between biomechanical properties, growth rates and mode ofdeath (uprooted, broken, dead standing, others) 2. Determine if the density of wood is agood predictor of the water transport efficiency and vulnerability to cavitation, andestablish whether there is trade offs between water transport efficiency and vulnerabilityto cavitation, ie if transport system properties that confer reduced vulnerability to xylemresults in a lower capacity to transport water from the soil to the leaves; 3. Quantify thedaily water consumption and it seasonal variation, and analyze the relationship betweenwater consumption, wood density, growth rates and climate at different spatial and temporal scales from individual to ecosystem. Wood density of the main stem andbranches, area of active xylem, water consumption, growth rates, architecturalcharacteristics, death of adult trees, water transport efficiency, vulnerability to cavitationand biomechanical properties were studied. The wood density was strongly correlatedwith growth rates (lower density, and therefore, lower construction cost per unit volumeof xylem was associated with high growth rates), biomechanical properties and modes oftree mortality. Tree mortality was related to the breaking strength and hardness, and theposition occupied by the trees in the canopy. This was the results of high rainfall and highwinds and thus the degree of wind protection from a tree by its neighbors is important. The wood density was related to the water transport efficiency in the native species, butwas not associated with the vulnerability to cavitation. Cultivated species were lessefficient in water transport, but more resistant to water stress compared to nativespecies. Water consumption was not related to wood density at individual level, but it wasfunctionally related to tree size (DBH) when all species were included in the analysis. Atthe ecosystem level, water consumption in forest plantations was similar to that of thenative forests. Fil: Rodríguez, Sabrina Andrea. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.
Databáze: OpenAIRE
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