Ecofisiologia das estrategias de utilização de nitrogenio em arvores da floresta neotropical

O estudo levantou o padrão da sucessão florestal após abandono de campo cultivado em agricultura de substência sobre solos calcários na Mata Atlântica Brasileira. Este é um dos biomas mais ameaçados do mundo, que apresenta apenas 8 % de remanescentes. A área de estudo está localizada sobre solo calcário no Parque Estadual Turísitico do Alto Ribeira, sudeste do Brasil. Os resultados mostram padrão de sucessão dominado por Leguminosae, especialmente Piptadenia gonoacantha (Mimosaceae). Esta espécie substitui na área de estudo, a espécie arbórea dominante em início de sucessão sobre solos ácidos: Tibouchina pulchra (Melastomataceae), sendo esta a situação mais comum neste bioma. Também foi caracterizado um padrão decrescente na ocorrência de micorriza ao longo da evolução do processo sucessão estudado. Baseado na análise da estrutura da floresta foi possível caracterizar as fases de crescimento arquitetônico da sucessão na área de estudos e identificar três conjuntos de espécies que definem as diferentes eco-unidades através do desenvolvimento do mosaico silvigenético. Cecropia . pachystachya e C.glaziovi (Cecropicaeae) formam a eco-unidade pioneira. Piptadenia gonoacantha (Leguminosae) e Rapanea ferruginea (Myrsinaceae) formam a eco-unidade secundária inicial; Aspidosperma ramiflorum (Apocynaceae), Ficus sp (Moraceae) e Hymenaea courbaril (Leguminosae) formam as eco-unidades secundárias tardias. A definição das estratégias de regeneração das espécies arbóreas selecionadas apresenta uma sobreposição na sua distribuição ao longo da sucessão, sugerindo um gradiente e ocupação e ciclo de vida. Foram avaliados os padrões de utilização de N das comunidades successionais em estudo, procurando caracterizar as estratégias envolvidas na aquisição, transporte e assimilação de N. Um padrão diagnóstico foi observado dentre as classes de estratégia de regeneração. As Espécies pioneiras apresentaram altas atividade de nitrato reductase foliar (ANR) e conteúdo de N03- na seiva do xilema (N03- SX), moderados conteúdos de N foliar (Nf) e compostos nitrogenados de baixo peso molecular na seiva do xilema (cNSX), transportando neste último principalmente asparagina (ASP-N) e N03-. As espécies leguminosas secundárias iniciais apresentaram alto Nf, moderadas ANR e conteúdo de N03-SX, transportando principalmente of ASP-N, ácido djenkólico (DJE-N), ureídeos (UR-N) ou lisina (L YS-N). Espécies secundárias iniciais não leguminosas apresentaram nível intermediário de cNSX, compostos principalmente por glutamina (GLN-N) e arginina (ARG-N), baixos conteúdos de Nf e N03-SX, e baixa ARN. As espécies secundárias tardias apresentaram baixo conteúdo de Nf e ANR, alta concentração de cNSX, transportando principalmente ASP-N e ARG-N. Guapira opposita (espécie secundária inicial; Nyctaginaceae) apresentou alto conteúdo de Nf, moderada ANR, transportando principalmente N03° na seiva do xilema, sugerindo que este último pode ter função na regulação osmótica nos tecidos dessa espécie. Os valores médios de Õ15N foliar nas espécies estudadas variou entre -0.64 em Cecropia pachystachya (Cecropiaceae) e 4.15 em Chrysophillum inomatum (Sapotaceae). Levando em consideração as estratégias de regeneração e o conjunto de espécies que ocorrem em cada uma das fases de sucessão estudadas, os valores de Ô15N apresentaram tendência de elevação ao longo da evolução sucessional. Estes resultados são muito importantes para um melhor conhecimento da biodiversidade da floresta neo-tropical e caracteriza um banco genético único neste bioma altamente ameaçado. São tambem decisivos no suporte de ações de reabilitação de áreas degradadas e um instrumento potencial para manejo auto-sustentado da floresta neotropical, tanto dentro dos limites da unidade de conservação, quanto em suas áreas de entorno. Ainda, os resultados indicam que a caracterização ecofisológica do metabolismo de N configura uma ferramenta adicional para a classificação das espécies arbóreas tropicais nas diferentes estratégias de regeneraçãoThe pattem of forest succession afier abandonment of slash-and-burn agriculture over calcareous soils in Brazilian Atlantic Forest was assessed. This is one of the world's most threatened Biome, with only 8% remaining. The study site is located over calcareous soil inside High Ribeira Turisitic State Park (PETAR), southeast Brazil. The results show a new successional pattem dominated by species of Leguminosae, especially Piptadenia gonoacantha (Mimosaceae). This species displace in the study site, the most usual dominant tree species occurring in early succession over acidic soil: Tibouchina pulchra (Melastomataceae), which is the most common situation in this Biome. Mycorrhiza colonization decreased through the succession in dry season. Based on the analysis of the forest structure it was possible to characterize the architectonic growth phases of succession in the study area and identify three sets of species that build the different eco-units throughout silvatic mosaic development. Cecropia pachystachya and C.glaziovi (Cecropiaceae) constitute the Pioneer Eco-unit. Piptadenia gonoacantha (Leguminosae) and Rapanea . ferruginea (Myrsinaceae) constitute the Early Secondary Eco-unit and Schizo/obium parahyba (Leguminosae), Aspidosperma ramiflorum (Apocynaceae) and Hymenaea courbaril (Leguminosae) constitute the Late Secondary Eco-units. The definition of the regeneration strategies of the selected tree species showed an overlapping distribution along succession, suggesting a gap-size gradient. The pattems of N utilization were assessed to characterize the plant strategies involved in N acquisition, transport and assimilation. A diagnostic pattem was observed within regeneration strategy guilds. Pioneer species had both high leaf nitrate reductase activity (NRA) and xylem sap nitrate content(XSNO3"), moderate leaf nitrogen (Nf) and xylem sap low molecular nitrogenous compounds (XSNc), transporting manly asparagine (ASP-N) and NO3". Early secondary leguminous species had high Nf content but moderate NRA, xylem sap contained moderate amounts of NO3- but consisted manly of ASN-N, djenkolic acid (DJE-N), ureides (UR-N) or Iysine (L YS-N). Early secondary nonleguminous species had an intermediate amount of XSNc where manly glutamine (GLN-N) and arginine (ARG-N) were transported, low Nf content, leaf NRA and XSNO3" . Late secondary species had low Nf and leaf NRA, contained high amount of XSNc manly ASP-N and ARG-N were transported. Guapira opposita (Nyctaginaceae), an early seconday species that had high Nf content, moderate NRA but which transported mainly NO3- in the xylem sap suggesting that NO3" may have a function in osmotic relations in this species. Leaf Õ15N average values for the species ranged from 0.64 in Cecropia pachystachya (Cecropiaceae) to 4.15 in Chrysophillum inomatum (Sapotaceae). These values showed a tendency to increase along successional evolution when considering both the regeneration strategy guilds and the species occurring in the different successional phases. These results are very important for better understanding of Neotropical forest biodiversity and characterize a unique genetic bank in this high-endangered Biome. They are also decisive to support actions regarding rehabilitation of degraded lands and a potential toei for Neotropical forest sustainable management, both inside and around the conservation unit. In addition, the results indicate that the primary N metabolism characteristics can be used as an additional ecophysiological toei for help in the classification of tropical forest tree species into ecological or regeneration guild