Relevance of wood anatomy and size of Amazonian trees in the determination and allometry of sapwood area / Relevância da anatomia da madeira e dimensões de árvores amazônicas na determinação e alometria do alburno

Hydrological processes in forest stands are mainly influenced by tree species composition and morpho-physiological characteristics. Few studies on anatomical patterns that govern plant hydraulics were conducted in tropical forest ecosystems. Thus, we used dye immersion to analyze sapwood area patterns of 34 trees belonging to 26 species from a terra firme forest in the central Brazilian Amazon. The sapwood area was related with wood anatomy and tree size parameters (diameter-at-breast-height - DBH, total height and estimated whole-tree volume). Exponential allometric equations were used to model sapwood area using the biometrical variables measured. Sapwood area traits (cross-section non-uniformity and heartwood visibility) varied significantly among and within species even though all were classified as diffuse porous. DBH was strongly and non-linearly correlated with sapwood area (R 2 = 0.46, P < 0.001), while no correlation was observed with vessel-lumen diameter (P = 0.94) and frequency (P = 0.58). Sapwood area and shape were also affected by the occurrence of vessel obstruction (i.e., tyloses), hollow stems and diseases. Our results suggest that sapwood area patterns and correlated variables are driven by intrinsic species characteristics, microclimate and ecological succession within the stand. We believe that individual tree sapwood characteristics have strong implications over water use, hydrological stand upsaling and biomass quantification. These characteristics should be taken into account (e.g., through a multi-point sampling approach) when estimating forest stand transpiration in a highly biodiverse ecosystem.(AU)

Processos hidrológicos de povoamentos florestais são predominantemente influenciados pela composição de espécies arbóreas e suas características morfo-fisiológicas. No entanto, existem poucos estudos sobre os padrões anatômicos que determinam o sistema hidráulico de plantas em ecossistemas tropicais. Por isso, nosso objetivo foi o de analisar os padrões da área do xilema ativo em 34 árvores de 26 espécies de uma floresta de terra firme na Amazônia central por meio de imersão em solução de corante. A área do xilema ativo foi relacionada a características autoecológicas das espécies, anatomia da madeira e parâmetros de crescimento (diametro à altura do peito - DAP, altura total e volume total). Equações alométricas exponenciais foram utilizadas para ajustar a área do xilema às variáveis medidas. Características do alburno (área transversal não-uniforme e visibilidade do cerne) variaram significativamente entre e dentro de espécies, apesar de que todas as espécies apresentaram vasos difusos. DAP foi fortemente e não-linearmente correlacionado à área do alburno (R 2 = 0,46; P < 0,001), enquanto diâmetro (P = 0,94) e frequência (P = 0.58) de vasos não apresentaram nenhum grau de relacionamento. O tamanho e forma do alburno foram afetados pela ocorrência de obstrução de poros (tilose) e troncos ocos. Estes padrões sugerem que a área do xilema é influenciada por características intrínsicas de cada espécie, microclima e estágio sucessional dentro do povoamento. Nossos resultados implicam que características individuais de árvores podem fortemente influenciar o transporte de água e, consequentemente, os processos hidrológicos e a quantificação de biomassa do povoamento. Essas caracteristicas deveriam ser consideradas (por exemplo, por meio da coleta de amostras da área do xilema ativo ao longo da área transversal) ao estimar-se a transpiração de uma floresta altamente biodiversa.(AU)

Relevance of wood anatomy and size of Amazonian trees in the determination and allometry of sapwood area

Hydrological processes in forest stands are mainly influenced by tree species composition and morpho-physiological characteristics. Few studies on anatomical patterns that govern plant hydraulics were conducted in tropical forest ecosystems. Thus, we used dye immersion to analyze sapwood area patterns of 34 trees belonging to 26 species from a terra firme forest in the central Brazilian Amazon. The sapwood area was related with wood anatomy and tree size parameters (diameter-at-breast-height - DBH, total height and estimated whole-tree volume). Exponential allometric equations were used to model sapwood area using the biometrical variables measured. Sapwood area traits (cross-section non-uniformity and heartwood visibility) varied significantly among and within species even though all were classified as diffuse porous. DBH was strongly and non-linearly correlated with sapwood area (R 2 = 0.46, P < 0.001), while no correlation was observed with vessel-lumen diameter (P = 0.94) and frequency (P = 0.58). Sapwood area and shape were also affected by the occurrence of vessel obstruction (i.e., tyloses), hollow stems and diseases. Our results suggest that sapwood area patterns and correlated variables are driven by intrinsic species characteristics, microclimate and ecological succession within the stand. We believe that individual tree sapwood characteristics have strong implications over water use, hydrological stand upsaling and biomass quantification. These characteristics should be taken into account (e.g., through a multi-point sampling approach) when estimating forest stand transpiration in a highly biodiverse ecosystem. (AU)

Processos hidrológicos de povoamentos florestais são predominantemente influenciados pela composição de espécies arbóreas e suas características morfo-fisiológicas. No entanto, existem poucos estudos sobre os padrões anatômicos que determinam o sistema hidráulico de plantas em ecossistemas tropicais. Por isso, nosso objetivo foi o de analisar os padrões da área do xilema ativo em 34 árvores de 26 espécies de uma floresta de terra firme na Amazônia central por meio de imersão em solução de corante. A área do xilema ativo foi relacionada a características autoecológicas das espécies, anatomia da madeira e parâmetros de crescimento (diametro à altura do peito - DAP, altura total e volume total). Equações alométricas exponenciais foram utilizadas para ajustar a área do xilema às variáveis medidas. Características do alburno (área transversal não-uniforme e visibilidade do cerne) variaram significativamente entre e dentro de espécies, apesar de que todas as espécies apresentaram vasos difusos. DAP foi fortemente e não-linearmente correlacionado à área do alburno (R 2 = 0,46; P < 0,001), enquanto diâmetro (P = 0,94) e frequência (P = 0.58) de vasos não apresentaram nenhum grau de relacionamento. O tamanho e forma do alburno foram afetados pela ocorrência de obstrução de poros (tilose) e troncos ocos. Estes padrões sugerem que a área do xilema é influenciada por características intrínsicas de cada espécie, microclima e estágio sucessional dentro do povoamento. Nossos resultados implicam que características individuais de árvores podem fortemente influenciar o transporte de água e, consequentemente, os processos hidrológicos e a quantificação de biomassa do povoamento. Essas caracteristicas deveriam ser consideradas (por exemplo, por meio da coleta de amostras da área do xilema ativo ao longo da área transversal) ao estimar-se a transpiração de uma floresta altamente biodiversa.(AU)

Influência da estrutura anatômica de Brosimum rubescens Taub. Moraceae (Pau-rainha) no processo de microdistribuição do CCA -A

In the present study, the wood treatability of the Amazon species Brosimum rubescens Taub., Moraceae (pau-rainha) was evaluated. The tests were carried out on three different positions of the tree stem (lower end, middle and upper end) with CCA type A at 2% concentration, using the Full-Cell process, also known as "Bethell" process. The data showed that the sapwood is moderately difficult to preserve, whereas the heartwood is refractory. The results of absorption at different positions of the tree stem did not present significant differences. There was a significant difference between sapwood and heart-wood, with the retention ranging from 7,95 to 8,84 kg/m3 for sapwood and from 0,13 to 0,27 kg/m3 for heartwood. Although the vessels are considered structures of major importance related to conduction, the fibres played a relevant role in the process of preservative distribution. The rays and the axial parenchyma, even in the sapwood, were not efficient due to extractive deposits present in these elements. These results suggest that the refractory property of the heartwood, as well as the limited permeability of the sapwood of this specie is related to the extractive contents present in the wood, and especially due to the presence of tyloses inside the vessels.

No presente estudo foi avaliada a tratabilidade da espécie madeireira Brosimum rubescens Taub., Moraceae (pau-rainha), da região amazônica. Os testes foram feitos em três diferentes alturas (base, meio e ápice do fuste), com preservante CCA, tipo A, a 2% de concentração, utilizando-se o processo de impregnação sob pressão, através do método de célula cheia "Bethell". Os dados mostraram que o grau de tratabilidade do alburno é "moderadamente difícil" enquanto que o cerne é "refratário". Os resultados de absorção das toras estudadas nas diferentes alturas da árvore não apresentaram diferença significativa. Houve diferença significativa entre cerne e alburno, com intervalos de retenção de 7,95 a 8,84 kg/m3 para o alburno e de 0,13 a 0,27 kg/m3 para o cerne. Embora os vasos sejam considerados estruturas de maior importância em relação a condução, as fibras obtiveram papel relevante no processo de distribuição do preservante. O raio e o parênquima axial, mesmo no alburno, apresentaram-se ineficientes quanto a condução, devido a deposições de extrativos presentes nesses elementos. Os resultados sugerem que a refratabilidade do cerne, bem como a permeabilidade limitada do alburno desta espécie está relacionada com o conteúdo de extrativos presentes na madeira e, em especial, devido à presença de tiloses nos vasos.

Influência da estrutura anatômica de Brosimum rubescens Taub. Moraceae (Pau-rainha) no processo de microdistribuição do CCA -A

In the present study, the wood treatability of the Amazon species Brosimum rubescens Taub., Moraceae (pau-rainha) was evaluated. The tests were carried out on three different positions of the tree stem (lower end, middle and upper end) with CCA type A at 2% concentration, using the Full-Cell process, also known as "Bethell" process. The data showed that the sapwood is moderately difficult to preserve, whereas the heartwood is refractory. The results of absorption at different positions of the tree stem did not present significant differences. There was a significant difference between sapwood and heart-wood, with the retention ranging from 7,95 to 8,84 kg/m3 for sapwood and from 0,13 to 0,27 kg/m3 for heartwood. Although the vessels are considered structures of major importance related to conduction, the fibres played a relevant role in the process of preservative distribution. The rays and the axial parenchyma, even in the sapwood, were not efficient due to extractive deposits present in these elements. These results suggest that the refractory property of the heartwood, as well as the limited permeability of the sapwood of this specie is related to the extractive contents present in the wood, and especially due to the presence of tyloses inside the vessels.

No presente estudo foi avaliada a tratabilidade da espécie madeireira Brosimum rubescens Taub., Moraceae (pau-rainha), da região amazônica. Os testes foram feitos em três diferentes alturas (base, meio e ápice do fuste), com preservante CCA, tipo A, a 2% de concentração, utilizando-se o processo de impregnação sob pressão, através do método de célula cheia "Bethell". Os dados mostraram que o grau de tratabilidade do alburno é "moderadamente difícil" enquanto que o cerne é "refratário". Os resultados de absorção das toras estudadas nas diferentes alturas da árvore não apresentaram diferença significativa. Houve diferença significativa entre cerne e alburno, com intervalos de retenção de 7,95 a 8,84 kg/m3 para o alburno e de 0,13 a 0,27 kg/m3 para o cerne. Embora os vasos sejam considerados estruturas de maior importância em relação a condução, as fibras obtiveram papel relevante no processo de distribuição do preservante. O raio e o parênquima axial, mesmo no alburno, apresentaram-se ineficientes quanto a condução, devido a deposições de extrativos presentes nesses elementos. Os resultados sugerem que a refratabilidade do cerne, bem como a permeabilidade limitada do alburno desta espécie está relacionada com o conteúdo de extrativos presentes na madeira e, em especial, devido à presença de tiloses nos vasos.