Palabras clave
endangered tree species
light preferences
light responses curve
tropical trees.
Curvas de respuesta al CO2
árboles en peligro de extinción
preferencias lumínicas
curvas de respuesta a la luz
árboles tropicales.
Cómo citar
Resumen
La determinación de las condiciones lumínicas favorables por especie y estado de vida es trascendental para las estrategias de conservación ex situ y en situ de especies de árboles en peligro de extinción, y su utilización como plantaciones forestales. Esto se vuelve especialmente importante cuando el material de siembra es escaso. Aquí, nosotros estudiamos las respuestas en asignación de biomasa y en intercambio de gases a luz y CO2 en plántulas de Cedrela salvadorensis crecidas bajo condiciones lumínicas similares a las que esta especie enfrenta en la naturaleza. Durante 135 días, grupos de diez plántulas fueron colocadas bajo condiciones de 75, 45, 15 y 3.5 % de exposición total al sol obtenidas por medio de sarán bajo condiciones de vivero. Una serie de variables de asignación de biomasa y parámetros de intercambio de gases (fotosíntesis según curvas de respuesta a la luz y a la concentración de carbono interno) fueron medidas al final del periodo de crecimiento en las plantas de los cuatro tratamientos. De acuerdo con los análisis de componentes principales, valores altos de respuesta de intercambio de gases están asociados con valores bajos de rasgos de asignación de biomasa. Los cambios observados se encuentran asociados con las estrategias recurso-conservativas y recurso-adquisitivas donde C. salvadorensis aclimata sus rasgos para la exploración y explotación de luz en ambientes con escasa o excesiva radiación lumínica, respectivamente. Los análisis multivariados muestran también que las plantas tienen un alto rendimiento a 45 % de luz ambiental. Estos resultados sugieren que el 45 % de ambiente lumínico es el hábitat lumínico óptimo de esta especie en el estado de desarrollo estudiado. Nuestros resultados tienen importantes implicaciones para escoger el mejor hábitat natural para un exitoso establecimiento de C. salvadorensis. Por esto, proponemos consideraciones prácticas para programas de reforestación y reintroducción donde esta especie estaría involucrada.
Citas
Adler, P. B., Fajardo, A., Kleinhesselink, A. R., & Kraft, N. J. (2013). Trait-based tests of coexistence mechanisms. Ecology Letters, 16(10), 1294-1306.
Aleric, K., & Kirkman, L. (2005). Growth and photosynthetic responses of the federally endangered shrub, Lindera melissifolia (Lauraceae), to varied light environments. American Journal of Botany, 92, 682-689.
Bazzaz, F., & Pickett, S. (1980). Physiological ecology of tropical succession: a comparative review. Annual Review of Ecology and Systematic, 11, 287-310.
Chazdon, R., & Fetcher, N. (1984). Photosynthetic light environments in a lowland tropical rain forest in Costa Rica. Journal of Ecology, 72(2), 553-564.
Comita, L., & Engelbrecht, B. (2009). Seasonal and spatial variation in water availability drive habitat associations in a tropical forest. Ecology, 90(10), 2755-2765.
Cooke, S., Sack, L., Franklin, C., Farrell, A., Beardall, J., Wikelski, M., & Chown, S. (2013). What is conservation physiology? Perspectives on an increasingly integrated and essential science. Conservation Physiology, 1, 1-23.
Corea, E., Arnaez, E., Moreira, I., Cordero, R., & Castillo, M. (2014). Recurso forestal amenazado: seis especies en peligro crítico de extinción en Costa Rica. Cartago, Costa Rica: Editorial Tecnológica de Costa Rica.
Elliott, S., Navakitbumrung, P., Kuarak, C., Zangkum, S., Anusarnsunthorn, V., & Blakesley, D. (2003). Selecting framework tree species for restoring seasonally dry tropical forests in northern Thailand based on field performance. Forest Ecology and Management, 184, 177-191.
Estrada-Chavarria, A., Rodriguez-Gonzales, A., & Sanchez-Gonzales, J. (2005). Evaluación y categorización del estado de conservación de plantas en Costa Rica. San José, Costa Rica: Museo Nacional de Costa Rica, Insituto Nacional de Biodiversidad, Sistema Nacional de Áreas de Conservación.
Ethier, G. J., & Livingston, N. J. (2004). On the need to incorporate sensitivity to CO2 transfer conductance into the Farquhar-von Caemmerer-Berry leaf photosynthesis model carbon gain. Plant, Cell & Environment, 27(2), 137-153.
Evans, J., & Poorter, H. (2001). Photosynthetic acclimation of plants to growth irradiance: the relative importance of specific leaf area and nitrogen partitioning in maximizing carbon gain. Plant, Cell & Environment, 24(8), 755-767.
Farquhar, G. D., von Caemmerer, S. V., & Berry, J. A. (1980). A biochemical model of photosynthetic CO2 assimilation in leaves of C3 species. Planta, 149(1), 78-90.
Givnish, T. (1988). Adaptation to sun and shade: a whole-plant perspective. Functional Plant Biology, 15(2), 63-92.
Grothendieck, G. (2014). nls2: Non-linear regression with brute force. Retrieved from http://cran.r-project.org/web/packages/nls2/
Guzmán, J., & Cordero, R. (2013). Growth and photosynthetic performance of five tree seedlings species in response to natural light regimes from the Central Pacific of Costa Rica. Revista de Biología Tropical, 61(3), 1433-1444.
Jiménez, Q. (1999). Árboles maderables en peligro de extinción en Costa Rica (2nd ed.). Santo Domingo de Heredia, Costa Rica: Instituto Nacional de Biodiversidad.
Lambers, H., Chapin, F. S., & Pons, T. L. (2008). Plant physiological ecology (2nd ed.). New York, USA: Springer.
Loach, K. (1970). Shade tolerance in tree seedlings. II. Growth analysis of plants raised under artificial shade. New Phytologist, 69, 273-286.
Long, S. P., Humphries, S., & Falkowski, P. G. (1994). Photoinhibition of photosynthesis in nature. Annual Review of Plant Physiology and Plant Molecular Biology, 45(1), 633-662.
Marshall, B., & Biscoe, P. V. (1980). A model for C3 leaves describing the dependence of net photosynthesis on irradiance. Journal of Experimental Botany, 31(1), 29-39.
Medrano, H., Escalona, J. M., Bota, J., Gulias, J., & Flexas, J. (2002). Regulation of photosynthesis of C3 plants in response to progressive drought: stomatal conductance as a reference parameter. Annals of Botany, 89(7), 895-905.
Ministerio de Ambiente y Energía. (1997). Decreto Ejecutivo Nº 25700-MINAE. La Gaceta. Diario Oficial (CR) Vol. 119 (11). Enero 16, 9-10.
Niinemets, Ü., Kull, O., & Tenhunen, J. D. (1998). An analysis of light effects on foliar morphology, physiology, and light interception in temperate deciduous woody species of contrasting shade tolerance. Tree Physiology, 18(10), 681-696.
Passioura, J. (2002). “Soil conditions and plant growth”. Plant, Cell and Environment, 25(2), 311-318.
Pearcy, R. (2000). Acclimation to sun and shade. In A. Raghavendra (Ed.), Photosynthesis: a Comprehensive Treatise (pp. 250-263). England: Cambridge University Press.
Poorter, L. (1999). Growth responses of 15 rain-forest tree species to a light gradient: The relative importance of morphological and physiological traits. Functional Ecology, 13(3), 396-410.
Poorter, L. (2001). Light-dependent changes in biomass allocation and their importance for growth of rain forest tree species. Functional Ecology, 15(1), 113-123.
R Development Core Team. (2014). R: A language and environment for statistical computing. Vienna, Austria: R Foundation for Statistical Computing. Retrieved from http://www.r-project.org
Rojas-Rodríguez, F. & Torres-Cordoba, G. (2013). Árboles del Valle Central de Costa Rica: reproducción Cedro (Cedrela salvadorensis Stadl.). Revista Forestal Mesoamericana Kurú, 10, 34-35.
Rozendaal, D., Hurtado, V., & Poorter, L. (2006). Plasticity in leaf traits of 38 tropical tree species in response to light; relationships with light demand and adult stature. Functional Ecology, 20, 207-216.
Schaedle, M. (1975). Tree photosynthesis. Annual Review of Plant Physiology, 26, 101-115.
Smith, M., Wu, Y., & Green, O. (1993). Effect of light and water-stress on photosynthesis and biomass production in Boltonia decurrens (Asteraceae), a threatened species. American Journal of Botany, 80, 859-864.
Tambussi, E. A., & Graciano, C. (2010). Técnicas de medición de intercambio de gases en plantas: curvas de respuesta a la luz y al CO2. In M. E. Fernández & J. E. Gyenge (Eds.), Técnicas de medición en ecofisiología vegetal: conceptos y procedimientos (pp. 109-115). Buenos Aires, Argentina: Ediciones INTA.
Thornley, J. H., & Johnson, I. R. (1990). Plant and crop modelling. Oxford University, USA: Blackbur Prees.
US. Department of Agriculture. Soil Conservation Service 1982. Soil Taxonomy. SMSS Technical Monograph No. 5. p. 139.
Valladares, F., Martinez-Ferri, E., Balaguer, L., Perez-Corona, E., & Manrique, E. (2000). Low leaf-level response to light and nutrients in Mediterranean evergreen oaks: a conservative resource‐use strategy? New Phytologist, 148(1), 79-91.
Valladares, F., & Niinemets, Ü. (2008). Shade tolerance, a key plant feature of complex nature and consequences. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 39(1), 237-257.
Walters, M., & Reich, P. (2000). Seed size, nitrogen supply, and growth rate affect tree seedling survival in deep shape. Ecology, 81(7), 1887-1901.
Wishnie, M., Dent, D., Mariscal, E., Deago, J., Cedeno, N., Ibarra, D., …, & Ashton, P. (2007). Initial performance and reforestation potential of 24 tropical tree species planted across a precipitation gradient in the Republic of Panama. Forest Ecology and Management, 243, 39-49.
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