ABSTRACT
The Brazil-nut tree (Bertholletia excelsa) is native to the Amazon rainforest, and its fruit production varies naturally with climatic conditions. Our aim was to evaluate the temporal variation in Brazil-nut production associated with climatic variables, including the strong El Niño of 2015/2016. The study was carried out in two 9-ha permanent plots in the northeastern Brazilian Amazon from 2007 to 2018: one in forest (12-year monitoring) and the other in savannah/forest transition (eight years). Overall, we monitored fruit production of 205 trees with diameter at breast height ≥ 50 cm. Annual fruit production was related to temporal series (2005-2018) of climatic data (the Oceanic Niño Index; and precipitation and air temperature from two local meteorological stations). Average fruit production per tree in 2017 was eight times lower than in 2015 and two times lower than the general average for both sites, and was significantly associated to the El Niño of 2015/2016, that increased average maximum monthly temperature and reduced the precipitation in the region, extending the dry season from three to six months. Years with higher and lower fruit production per tree coincided in both sites. Annual fruit production was significantly and negatively correlated with thermal anomalies that occurred in the third semester prior to harvest monitoring. Years with higher production were related with predominance of neutrality or the La Niña phenomenon at the global scale, and higher rainfall at the local scale. The relationship of fruit production with climate was independent of the local habitat.
A castanheira-da-amazônia (Bertholletia excelsa) é nativa da floresta amazônica e sua produção de frutos varia naturalmente com as condições climáticas. Nosso objetivo foi avaliar a variação temporal na produção de frutos da castanheira associada a variáveis climáticas, incluindo o forte El Nino de 2015/2016. O estudo foi realizado em parcelas permanentes de 9 ha de 2007 a 2018, uma localizada em floresta (12 anos de monitoramento) e a outra em transição floresta/savana (oito anos). Em total, monitoramos 205 castanheiras com diâmetro à altura do peito ≥ 50 cm. A produção anual de frutos foi relacionada a séries temporais (2005-2018) de dados climáticos (o Índice Oceânico Niño; e a precipitação e temperatura do ar de duas estações meteorológicas locais). A produção média por castanheira em 2017 foi oito vezes menor que em 2015 e duas vezes menor que a média geral nos dois sítios, e foi significativamente associada ao El Niño de 2015/2016, que causou aumento na temperatura máxima mensal e redução na precipitação regional, prolongando a estação seca de três para seis meses. Os anos com maior e menor produção média por castanheira foram os mesmos nos dois ambientes. A produção anual de frutos foi significativa e negativamente correlacionada com as anomalias térmicas ocorridas no terceiro semestre antes da colheita. Anos de maior produção foram relacionados com predominância de neutralidade ou do fenômeno La Niña em escala global, e aumento da precipitação em nível local. A relação entre produção de frutos e clima foi independente do ambiente local.
Subject(s)
Bertholletia , Fruit/growth & development , Climate ChangeABSTRACT
Introduction: Pentaclethra macroloba is a hyperdominant tree in the Amazon estuary of great socioeconomic importance for the region because the oil from its seeds is a powerful herbal medicine. Objective: We aimed to characterize the morphological structure, the morphological adaptations in response to the daily flooding of the Amazon estuary and the biogeographic area of P. macroloba. Methods: Detailed description of the external morphology, from germination to the adult tree, was obtained from individuals located in floodplain forest, Northeast Amazonia. The occupation area and the geographical extension of P. macroloba were determined from point of geographical coordinates of botanical samples deposited in the digital collections of Mobot and SpeciesLink. Results: Adult individuals have adapted structures in response to daily flooding, such as: adventitious roots to increase respiratory efficiency and lenticels in the trunk, serving as a connection point for oxygen transport between the root and the aerial part. Dried fruit favours the activation of the explosive dehiscence mechanism, allowing the seed to be expelled long distance. Deltoid shape of the seed allows water fluctuation and more efficient dispersal. Seedling is phanerocotylar hypogeal and with one pair of reserve cotyledons that provide the seedling an extra source of energy to escape the flood. Germination rate was 78 % and the speed was 0.2 seeds.day-1. Circular buffer method revealed the presence of 123 subpopulations of P. macroloba distributed in a radius of 5 699 943 km² across the Neotropical region. Conclusions: Much of the morphological structures of P. macroloba are adaptive and evolutionary responses to the periodically flooded environment of the Amazon estuary, showing that these environments select the trees, best adapted, to inhabit the flood. P. macroloba has a wide geographical area denotes the plasticity of adapting to different environments, which may justify its monodominance in some regions.
Introducción: Pentaclethra macroloba es un árbol hiperdominante en el estuario del Amazonas, de gran importancia socioeconómica para la región, pues el aceite de sus semillas es un poderoso medicamento natural. Objetivo: Nuestro objetivo fue caracterizar la estructura morfológica, las adaptaciones morfológicas en respuesta a las inundaciones diarias del estuario del Amazonas y el área biogeográfica de P. macroloba. Métodos: Una descripción detallada de la morfología externa, desde la germinación hasta el árbol adulto, se obtuvo de individuos ubicados en el bosque periódicamente inundado, al noreste de la Amazonia. El área de ocupación y la extensión geográfica de P. macroloba se determinaron a partir del punto de coordenadas geográficas de muestras botánicas depositadas en las colecciones digitales de Mobot y SpeciesLink. Resultados: Los individuos adultos tienen estructuras adaptadas en respuesta a las inundaciones diarias, tales como: raíces adventicias para aumentar la eficiencia respiratoria y lenticelas en el tronco, que sirven como punto de conexión para el transporte de oxígeno entre la raíz y la parte aérea. Los frutos secos favorecen la activación del mecanismo de dehiscencia explosiva, permitiendo que la semilla sea expulsada a larga distancia. La forma deltoidea de la semilla permite la fluctuación en el agua y una dispersión más eficiente. La plántula es hipogel fanerocotiledones y con un par de cotiledones de reserva que proporcionan a la plántula una fuente extra de energía para escapar de la inundación. La tasa de germinación fue del 78 % y la velocidad fue de 0.2 semillas día-1. El método Circular buffer reveló la presencia de 123 subpoblaciones de P. macroloba distribuidas en un radio de 5 699 943 km² a lo largo de la región neotropical. Conclusiones: Gran parte de las estructuras morfológicas de P. macroloba son respuestas adaptativas y evolutivas al ambiente periódicamente inundado del estuario del Amazonas, lo que demuestra que estos ambientes actúan como filtro ambiental seleccionado las especies mejor adaptadas al medio. Su amplia área geográfica denota la plasticidad de adaptarse a diferentes ambientes, lo que puede justificar su monodominancia en algunas regiones.