Effect of seasonality on the leaf phenology and physiology of Byrsonima species (Malpighiaceae)

Introduction: Defined seasonality in savanna species can stimulate physiological responses that maximize photosynthetic metabolism and productivity. However, those physiological responses are also linked to the phenological status of the whole plant, including leaf phenophases. Objective: To study how physiological traits influence phenophase timing among congeneric and co-occurring savanna species. Methods: We evaluated the leaf phenology and physiological traits of populations of Byrsonima intermedia, B. coccolobifolia, and B. verbascifolia. Physiological measurements were performed at the onset of the dry and rainy seasons and again late in the season. Results: B. intermedia and B. coccolobifolia were classified as brevideciduous and B. verbascifolia as evergreen. The maximum quantum yield for B. intermedia and B. coccolobifolia were lowest during the dry season. At the onset of the dry period, the highest chloroplastidic pigment levels were observed, which decreased as the season advanced, total chlorophyll/carotenoid ratios were lowest, and carotenoid contents were highest. We detected low starch content values at the start of the rainy season, coinciding with the resumption of plant growth. Two months into this season, the leaves were at their peak structural and functional maturity, with high water-soluble polysaccharide values and photosynthetic rates, and were storing large amounts of starch. Conclusions: Physiological and leaf phenological strategies of the Byrsonima species were related to drought resistance and acclimatization to the seasonality of savanna water resources. The oscillations of the parameters quantified during the year indicated a strong relationship with water seasonality and with the phenological status of the leaves.

Introducción: La marcada estacionalidad en las especies de sabana puede estimular respuestas fisiológicas que maximicen el metabolismo fotosintético y la productividad. Sin embargo, esas respuestas fisiológicas están vinculadas al estado fenológico de toda la planta, incluidas las fenofases de las hojas. Objetivo: Estudiar cómo los rasgos fisiológicos influyen en el tiempo de la fenofase entre especies de sabana congenéricas y concurrentes. Métodos: Evaluamos la fenología y características fisiológicas de poblaciones de Byrsonima intermedia, B. coccolobifolia y B. verbascifolia. Las mediciones fisiológicas se realizaron al inicio de la estación seca y lluviosa, y de nuevo al final de la estación. Resultados: B. intermedia y B. coccolobifolia se clasificaron como brevicaducifolias y B. verbascifolia como perennifolias. El rendimiento cuántico máximo para B. intermedia y B. coccolobifolia fueron más bajos durante la época seca. Al inicio del período seco, se observaron niveles de pigmentos cloroplastídicos más altos, aunque los niveles de clorofila disminuyeron a medida que avanzaba la estación seca, las proporciones clorofila/carotenoides totales fueron más bajas y los contenidos de carotenoides más altos. Detectamos valores bajos de contenido de almidón al inicio de la época lluviosa, que coincide con la reanudación del crecimiento de la planta. A dos meses de esta época, las hojas estaban en su máxima madurez estructural y funcional, con altos valores de polisacáridos solubles en agua y tasas fotosintéticas, y almacenaban grandes cantidades de almidón. Conclusiones: Las estrategias fisiológicas y fenológicas de las hojas de las especies de Byrsonima estaban relacionadas con la resistencia a la sequía y la aclimatación a la estacionalidad de los recursos hídricos de la sabana. Las oscilaciones de los parámetros cuantificados durante el año indicaron una fuerte relación con la estacionalidad hídrica y con los estados fenológicos de las hojas.

Riqueza total de especies de plantas vasculares en un bosque andino de la Cordillera central de Colombia / Total richness of vascular plant species in an Andean forest of the Central Cordillera, Colombia

Resumen Los reportes sobre diversidad de plantas en los bosques tropicales suelen estar restringidos a árboles u otros grupos de plantas leñosas por encima de cierto diámetro del tallo. Sin embargo, otros estudios que incluyen todas las formas de vida sin restricciones de tamaño de los individuos, indican claramente que las plantas no leñosas son igual de importantes. En este estudio se reporta la Riqueza total de especies de plantas vasculares (RTE) en una parcela de una hectárea en un bosque andino del noroccidente de Colombia (6º12'48"N & 75º29'32"O); adicionalmente evaluamos la contribución de los diferentes hábitos de crecimiento a la RTE y el efecto del tamaño de las plantas. Se censaron todos los individuos con diámetro del tronco (D) ≥ 5 cm en 1 ha, y todas las plantas vasculares de todos los tamaños, incluyendo epífitas, en una muestra de 0.25 hectáreas. Se registró un total de 14 545 individuos distribuidos en 318 especies, 72 familias (considerando Pteridophyta como un solo grupo) y 171 géneros. El 99.7 % de las especies son menores de 10 cm de (D) y el 94.4 % son menores a 2.5 cm de (D). Las especies no arbóreas (hierbas terrestres, epífitas y escandentes) representan el 54.3% del total de especies registradas en la parcela, lo que indica que son un componente clave de la estructura, composición y riqueza de este bosque montano neotropical. Estos resultados confirman reportes similares para otros bosques tropicales. Concluimos que para conocer con más detalle la diversidad de florística de un sitio es recomendable: 1) ampliar el rango de tamaño de las plantas considerado comúnmente en los inventarios florísticos y 2) incluir las especies no leñosas; esta información es crucial para tomar mejores decisiones en los esfuerzos de conservación a escala local y global.

Abstract Studies of plant diversity in tropical forests are usually restricted to trees or other groups of woody plants above a certain stem diameter. However, surveys that include all forms of live plants with no restrictions on their sizes, clearly indicate that non-woody plants are equally important. In this study, we reported the total species richness of vascular plants species (TSR) in one hectare plot in an Andean forest in Northwestern Colombia (6º12'48"N & 75º29 32"W). We evaluated the relative contribution of the different growth habits and the effect of the plant size, to TSR. We measured all individuals with diameter (D) ≥ 5 cm in the hectare and all the vascular plants of all sizes, including epiphytes, in a subsample of 0.25 ha. A total of 14 545 individuals distributed in 318 species, 72 families (considering Pteridophyta as one group) and 171 genera were registered. Most of the species showed a (D) < 10 cm (99.7 %) and < 2.5 cm (94.4 %). The no-arboreal species (ground herbs, epiphytes and vines) represented 54.3 % of the total species reported in the plot, indicating that they are important in the structure, composition and species richness of this montane forest. Our results coincide with similar studies in other tropical forests. We concluded that to get a more detailed knowledge of the floristic diversity of a site, it is advisable to: 1) amplify the size range of the plants generally considered in the floristic inventories and 2) to include non-woody species. This information is crucial for making better decisions in local and global conservation efforts. Rev. Biol. Trop. 66(1): 227-236. Epub 2018 March 01.

Impactos do agrupamento do bambu Actinocladum verticillatum (Nees) McClure ex Soderstr. (POACEAE) sobre a vegetação lenhosa de duas fitofisionomias de Cerrado na transição Cerrado-Floresta Amazônica / Impact of Actinocladum verticillatum (Nees) McClure ex Soderstr. (POACEAE) clumps on the woody vegetation in two Cerrado physiognomies in transition Cerrado & Floresta Amazônica, east of Mato Grosso, Brazil

Este estudo analisou os efeitos do agrupamento de uma espécie de bambu nativa do Cerrado (Actinocladum verticillatum) sobre a composição florística, diversidade e estrutura da vegetação lenhosa de um cerradão e de um cerrado típico adjacentes no Parque Municipal do Bacaba, Nova Xavantina-MT. Foram instaladas 60 parcelas de 10x10 m, sendo 30 no cerradão e 30 no cerrado típico. Em cada fitofisionomia, foram instaladas 15 parcelas em um sítio sem bambu (SB) e 15 em um sítio com cobertura estimada de folhagem de bambu superior a 90% (CB). Foram amostrados todos os indivíduos arbustivo-arbóreos com diâmetro a 30 centímetros do solo (DAS) ≥ 3 cm. Foi avaliada a riqueza, a diversidade de espécies, a similaridade florística, a distribuição de diâmetros e alturas e o índice de valor de importância das espécies (VI). De forma geral, os sítios CB das duas fitofisionomias apresentaram menores valores quanto ao número de indivíduos, espécies, gêneros, famílias, densidades e áreas basais em relação aos sítios SB, com redução mais acentuada nestes parâmetros no cerrado típico em relação ao cerradão. Os resultados sugerem que a ocupação do espaço e a redução da incidência luminosa causada pelas touceiras do bambu dificultam a germinação das sementes e o estabelecimento das plântulas de espécies arbustivo-arbóreas, selecionando as espécies mais tolerantes ao sombreamento modificando a composição florística e a estrutura da vegetação.

This study evaluated the effects of a Cerrado native bamboo species (Actinocladum verticillatum) clumps on the floristic composition, diversity and structure of the woody vegetation in two adjacent areas of "cerradão" and typical "cerrado" in the Bacaba Municipal Park, Nova Xavantina, state of Mato Grosso, Brazil. Sixty plots of 10 x 10 m were established, 30 in each forest physiognomy. In each physiognomy, 15 plots were placed in a bamboo-free site (SB) and 15 in a site with an estimated bamboo leaf cover of over 90% (CB). All individuals (shrubs and trees) with a diameter at soil height (DSH = 30 cm aboveground) ≥ 3 cm were sampled. Species richness and diversity, floristic similarity, diameter and height distribution, and the species importance value index (IVI) were evaluated. In general, CB sites of both physiognomies had lower values of number of individuals, species, genera, families, density and basal area compared to SB sites, with marked decrease in these parameters in the cerrado in relation to cerradão. Results suggest that the space occupation and reduction of light incidence caused by bamboo clumping affect seed germination and seedling establishment of Cerrado shrubs and trees, selecting more shade-tolerant species and changing the floristic composition and vegetation structure.

COMPORTAMENTO FENOLÓGICO DA SUCUPIRA-PRETA (Diplotropis purpurea (Rich.) Amsh. var. coriacea Amsh.), NA RESERVA FLORESTAL DUCKE

This work analyses phenological data during the period from 1980 to 1985 of Diplotropis purpurea (Rich.) Amsh. var. coriaceaAmsh. - Leguminosae - Papilionoideae, located at Ducke Forest Reserve, including flowering, fruiting and leaf change. The period of time, duration and frequency of reproductive phases are reported, as well as the type of leaf change. The species showed the flowering phase in the dry season. The fruiting phase was observed in the middle of dry season and at the beginning of wet season. The duration of the flowering and fruiting was about 6 and 7 months. In reference to the occurrence of flowering and fruiting both were annual to irregular, although at the individual level the behavior was irregular. Considering the leaf changes the species showed a semi-deciduous pattern during the flowering, in the dry season.

Este trabalho analisa dados de 6 anos (1980-1985) de observações da fenologia de cinco indivíduos arbóreos da espécie Diplotropis purpures (Rich.) Amsh. var. coriacea Amsh., da família Leguminosae, subfamília Papilionoideae, localizados na Reserva Florestal Ducke. Determinou-se a época, duração e freqüência das fases reprodutivas, bem como o tipo de mudança foliar. A espécie apresentou a fase de floração na estação seca. A fase de frutificação foi observada no meio da estação seca e início da estação chuvosa. A duração média da fase de floração foi de 6 meses e a fase de frutificação 7 meses. Ao nível de espécie, o padrão de ocorrência da fase de floração e frutificação foi anual à irregular. Porém, ao nível de indivíduo, o padrão de comportamento foi irregular. Quanto ao tipo de mudança foliar, a espécie apresentou características de ser semi-caducifólia durante a floração, na época seca.