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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2023.tde-18052023-101230
Document
Author
Full name
Daigard Ricardo Ortega Rodríguez
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2023
Supervisor
Committee
Tommasiello Filho, Mario (President)
Cabal, Andrea Hevia
Barbosa, Ana Carolina Maioli Campos
Locosselli, Giuliano Maselli
Title in English
Climate change in the southern Amazonian Tropical Forest assessed by dendrochronological multiproxy
Keywords in English
Climate reconstruction
Dendrochemistry
X-ray densitometry
X-ray fluorescence
Abstract in English
Climate change driven by global warming, which in turn is exacerbated by deforestation (among other anthropic factors) affects the balance and services of Amazonian ecosystems. The southern Amazon basin is one of the regions most at risk of suffering the effects of climate changes and reaching a tipping point for its ecosystems to shift to non-forested areas. One of the ways to analyze how these changes can affect forests is through the indirect records obtained with dendrochronological analyses. These annual resolution records are an alternative to the scarce observational data and enable the climatic and environmental reconstruction of forest ecosystems. Although in the Neotropical region trees of different species have been identified as potential for dendrochronological studies, there are still few places with long-term tree-ring series and applied for the interpretation of climate variation. The main objective of this work is to study the response of trees to local and regional climate variation through dendrochronological multiproxy. Species with dendrochronological potential (especially Cedrela fissilis Vell.) occurring in the Jamari National Forest in the state of Rondônia, in the southern region of the Amazon basin, were analyzed to meet this main objective. The results of the analyzes are presented in three chapters. In Chapter I, the formation of growth rings of 12 species of tropical trees was analyzed through the relationships between anatomical characteristics and complementary physical (wood density) and chemical (S, K, Ca and Mn distribution) parameters, evaluated by X-ray densitometry and fluorescence techniques, respectively. In Chapter II, ring-width chronologies of Cedrela fissilis Vell (1875 to 2018), Hymenaea courbaril L. (1840 to 2018) and Peltogyne paniculata Benth. (1910 to 2018) were constructed and verified its annuality by the Post-AD 1950 14C analysis. In Chapter III, long-term chronologies of ring width, wood density, chemical elements (S and Ca) and stable oxygen isotope (δ18O) of Cedrela fissilis Vell. were constructed to understand local and regional climate variability; the long and short term response of growth and wood density of Cedrela fissilis Vell to the effects of extreme drought years for the period 1970-2018 was also analyzed. The present study shows that the multiproxy approach can be used to improve the definition and characterization of growth rings; for highly reliable reconstructions of atmospheric and hydroclimatic variability over the Amazon basin and for improving understanding of the long- and short-term responses of growth to climate change, specifically droughts. Altogether, this approach opens new perspectives for dendrochronological studies and their applications in the tropics.
Title in Portuguese
Mudanças climáticas no sul da Floresta Tropical Amazônica avaliada por multi-indicadores dendrocronológicos
Keywords in Portuguese
Dendroquímica
Densitometria de raios X
Fluorescência de raios X
Reconstrução climática
Abstract in Portuguese
As mudanças climáticas impulsionadas pelo aquecimento global, que por sua vez é agravado pelo desmatamento (entre outros fatores antrópicos) afetam o equilíbrio e os serviços dos ecossistemas amazônicos. O sul da bacia Amazônica é uma das regiões com maior risco de sofrer os efeitos de estas mudanças climáticas e chegar a um ponto de inflexão para seus ecossistemas mudar para áreas não florestais. Uma das maneiras de analisar como essas mudanças podem afetar as florestas é através dos registros indiretos alcançados com as análises dendrocronológicas. Estes registros de resolução anual são uma alternativa aos escassos dados observacionais e possibilita a reconstrução climática e ambiental dos ecossistemas florestais. Embora na região Neotropical as árvores de diferentes espécies têm sido assinaladas como potenciais para estudos dendrocronológicos, ainda existem poucos locais com series de anéis de crescimento suficientemente longas e aplicadas para a interpretação das variações climáticas. O presente trabalho tem como objetivo principal estudar a resposta das árvores à variação climática local e regional através de multi-indicadores dendrocronológicos. Espécies com potencialidade dendrocronológica (com destaque para Cedrela fissilis Vell.) ocorrentes na Floresta Nacional do Jamari no estado de Rondônia, na região sul da bacia Amazônica foram analisadas para atender o objetivo principal. Os resultados das análises são apresentados em três capítulos. No Capítulo I, foi analisada a formação dos anéis de crescimento de 12 espécies de árvores tropicais através das relações entre características anatómicas e parâmetros físicos (densidade da madeira) e químicos (distribuição de S, K, Ca e Mn) complementares, avaliados por técnicas de densitometria e fluorescência de raios X, respectivamente. No Capítulo II, foram construídas cronologias de largura de anel das espécies Cedrela fissilis Vell. (1875 to 2018), Hymenaea courbaril L. (1840 to 2018) e Peltogyne paniculata Benth. (1910 to 2018) e verificada a sua anualidade pela análise Post-AD 1950 14C. No Capítulo III, foram construídas cronologias de longo prazo de parâmetros de largura do anel, densidade, elementos químicos (S e Ca) e isótopo de oxigênio estável (δ18O) de Cedrela fissilis Vell. para entender a variabilidade climática local e regional; também foi analisada a resposta de longo e curto prazo do crescimento e densidade da madeira de Cedrela fissilis Vell. aos efeitos de anos de seca extrema para o período 1970-2018. O presente estudo mostra que a abordagem multi-indicador pode ser usada para melhorar a definição e caracterização dos limites dos de anéis de crescimento; para reconstruções altamente confiáveis da variabilidade atmosférica e hidroclimática sobre a bacia amazônica e para melhorar a compreensão das respostas a longo e curto prazo do crescimento às mudanças climáticas, especificamente às secas. Enfim, esta abordagem abre novas perspectivas para estudos dendrocronológicos e suas aplicações nos trópicos.
 
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Publishing Date
2023-05-18
 
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