Abstract Stem water content is an important component of daily water balance, as water reserves in tree tissues can provide water to leaves when transpiration is intense, but how it varies over rainfall seasons is still unknown. The purpose of this study was to determine the variation of wood and bark water content and stem growth in response to microclimatic variability in three Amazonian species. Trees of Protium apiculatum, Lecythis prancei, and Rinorea paniculata (DBH ≥ 10 cm) were selected in a central Amazon forest. Wood water content (WWC) and bark water content (BWC) data were obtained in the dry and rainy season. Stem growth was measured at monthly intervals using dendrometric tapes during 24 months. Rainfall, air temperature and irradiance data were also recorded, and the effect of microclimatic variability on stem growth evaluated. WWC did not vary between seasons (p = 0.28), but BWC increased in the wet season (p = 0.07), particularly in R. paniculata. Although stem growth varied intra-annually (p < 0.01), none of the climatic variables investigated had a significant effect on stem growth (p = 0.97). This work shows that in a typical rainfall year, climatic variability is not large enough to cause significant variation in stem growth, even when rainfall seasonality may cause variation in bark water content.

Resumo O conteúdo de água do tronco é um componente importante do balanço hídrico diário, pois as reservas nos tecidos das árvores podem fornecer água às folhas quando a transpiração é intensa, mas como esta varia ao longo das estações de chuvas ainda é desconhecido. O objetivo deste estudo foi determinar a variação do conteúdo de água da madeira e da casca e o crescimento do tronco em resposta às variáveis microclimáticas em três espécies arbóreas amazônicas. Árvores de Protium apiculatum, Lecythis prancei e Rinorea paniculata (DAP ≥ 10 cm) foram selecionadas em uma floresta da Amazônia central. Dados de conteúdo de água da madeira (WWC) e da casca (BWC) foram obtidos na estação seca e chuvosa. O crescimento do tronco foi medido em intervalos mensais usando fitas dendrométricas durante 24 meses. Os dados de precipitação, temperatura do ar e irradiância também foram registrados, e o efeito da variabilidade microclimática sobre o crescimento do tronco avaliado. O WWC não variou entre as estações (p = 0,28), mas o BWC aumentou na estação chuvosa (p = 0,07), principalmente em R. paniculata. Embora o crescimento das árvores tenha variado intra-anualmente (p < 0,01), nenhuma das variáveis microclimáticas investigadas o afetaram significativamente (p = 0,97). Este trabalho mostra que em um ano de chuva típica, a variabilidade climática não é grande o suficiente para causar variação significativa no crescimento do tronco das árvores, mesmo quando a sazonalidade das chuvas pode causar variação no conteúdo de água da casca.

Resumen Introducción: Las variables climáticas muestran un patrón estacional en la Amazonía central, pero el efecto de la variabilidad intra-anual en el crecimiento de los árboles aún no está claro. Para variables como la humedad relativa (HR) y el déficit de presión de vapor (VPD), cuyo efecto individual en el crecimiento de los árboles puede ser subestimada, planteamos la hipótesis de que tales influencias pueden detectarse eliminando el efecto de colinealidad entre regresores. Objetivo: Este estudio tuvo como objetivo determinar el efecto libre de colinealidad de la variabilidad climática sobre el crecimiento de los árboles en la Amazonía central. Métodos: Se midió el crecimiento radial mensual en 325 árboles desde enero 2013 hasta diciembre 2017. También se registraron datos de irradiancia (PAR), temperatura del aire, lluvia, humedad relativa (RH) y déficit de presión de vapor de aire (VPD). Se utilizó la regresión de componentes principales para evaluar el efecto de la variabilidad micrometeorológica a lo largo del tiempo sobre el crecimiento de los árboles. Para comparación, también se utilizó la regresión lineal múltiple (MLR) estándar para el análisis de datos. Resultados: El crecimiento de los árboles incrementó con el aumento de las precipitaciones y la humedad relativa, y disminuyó con el aumento de la VPD máxima, la irradiancia y la temperatura máxima. Por lo tanto, los árboles crecieron más lentamente durante la estación seca, cuando la irradiancia, la temperatura y la VPD eran más altas. La variabilidad micrometeorológica no afectó el crecimiento de los árboles cuando se aplicó MLR. Estos hallazgos indican que ignorar la correlación entre las variables climáticas puede conducir a resultados imprecisos. Conclusiones: Una novedad de este estudio es demostrar el efecto ortogonal del VPD máximo y la humedad relativa mínima sobre el crecimiento de los árboles.

Abstract Introduction: Climatic variables show a seasonal pattern in the central Amazon, but the intra-annual variability effect on tree growth is still unclear. For variables such as relative humidity (RH) and air vapor pressure deficit (VPD), whose individual effects on tree growth can be underestimated, we hypothesize that such influences can be detected by removing the effect of collinearity between regressors. Objective: This study aimed to determine the collinearity-free effect of climatic variability on tree growth in the central Amazon. Methods: Monthly radial growth was measured in 325 trees from January 2013 to December 2017. Irradiance, air temperature, rainfall, RH, and VPD data were also recorded. Principal Component Regression was used to assess the effect of micrometeorological variability on tree growth over time. For comparison, standard Multiple Linear Regression (MLR) was also used for data analysis. Results: Tree growth increased with increasing rainfall and relative humidity, but it decreased with rising maximum VPD, irradiance, and maximum temperature. Therefore, trees grew more slowly during the dry season, when irradiance, temperature and VPD were higher. Micrometeorological variability did not affect tree growth when MLR was applied. These findings indicate that ignoring the correlation between climatic variables can lead to imprecise results. Conclusions: A novelty of this study is to demonstrate the orthogonal effect of maximum VPD and minimum relative humidity on tree growth.

ABSTRACT Background: The distribution of precipitation in the Amazon region is changing in last decades, but it is uncertain if transpiration will decrease in response to changes in rainfall distribution. In this study we aimed to assess the effect of climatic variability on whole-tree transpiration (inferred from sap flow measurements). We collected climate data (precipitation, photosynthetically active radiation -PAR, relative humidity, vapor pressure deficit -VPD, and temperature) and measured sap flow rates (SFR) in trees of Swartzia tomentifera. The SFR was measured in the dry season and wet season using the heat ratio method. Results: Sap velocity was positively correlated with PAR and temperature, with partial correlation (rpart) of 0.33 to 0.57 (p < 0.001) during daytime, while at night rpart varied from 0.15 to 0.21 (p < 0.001). When the effects of PAR and temperature were controlled (i.e. after removing the effect of PAR and temperature on sap velocity and VPD), the net effect of VPD on sap velocity became slightly negative (rpart of -0.08 to -0.14, p < 0.01) during daytime. Maximum sap velocities were lower during the dry season (5.9 cm h-1) than in the wet season (9.8 cm h-1, p < 0.001). Conclusion: This study shows that tree transpiration can decrease in the dry season in the central Amazon, associated with an increase in temperature, PAR and vapor pressure deficit. A novelty of this study is to demonstrate that after adjusting for the effect of temperature and PAR, the effect of vapor pressure deficit on sap velocity can become negative. .

A disponibilidade de luz e o conteúdo de água do solo podem limitar a fixação de carbono de árvores em florestas tropicais. O objetivo deste trabalho foi determinar como as características fotossintéticas de árvores juvenis (arvoretas) respondem às variações na sazonalidade das chuvas, teor de nutrientes da folha e a abertura do dossel da floresta. Avaliou-se também a correlação entre o crescimento anual das arvoretas e o teor de nutrientes na folha. Parâmetros de trocas gasosas e teor foliar de nutrientes foram mensurados, na estação seca e chuvosa de 2008, em cinco espécies de árvores numa floresta de terra-firme na Amazônia central. O crescimento anual das arvoretas foi mensurado em 2008 e 2009. A sazonalidade das chuvas causou variações na umidade do solo, mas não afetou os parâmetros de trocas gasosas. Mudanças sutis na abertura de dossel afetaram a fotossíntese saturada por CO2 (A pot, p = 0.04). Embora A pot tenha sido afetado pelos teores de nutrientes da folha (nesta ordem: P > Mg > Ca > N > K), a taxa de crescimento relativo das arvoretas correlacionou-se apenas com o conteúdo de P foliar (r = 0.52, p = 0.003). Na atualidade, o declínio da umidade do solo durante a estação seca não parece ser forte o suficiente para causar efeito na fotossíntese de arvoretas na Amazônia central. Mostra-se neste estudo que o conteúdo de P foliar está positivamente correlacionado com o crescimento de arvoretas na Amazônia central e, portanto, o efeito positivo da fertilização de CO2 atmosférico sobre o crescimento das árvores em longo prazo dependerá da capacidade destas para absorver quantidades adicionais de P.

Light and soil water availability may limit carbon uptake of trees in tropical rainforests. The objective of this work was to determine how photosynthetic traits of juvenile trees respond to variations in rainfall seasonality, leaf nutrient content, and opening of the forest canopy. The correlation between leaf nutrient content and annual growth rate of saplings was also assessed. In a terra firme rainforest of the central Amazon, leaf nutrient content and gas exchange parameters were measured in five sapling tree species in the dry and rainy season of 2008. Sapling growth was measured in 2008 and 2009. Rainfall seasonality led to variations in soil water content, but it did not affect leaf gas exchange parameters. Subtle changes in the canopy opening affected CO2 saturated photosynthesis (A pot, p = 0.04). Although A pot was affected by leaf nutrient content (as follows: P > Mg > Ca > N > K), the relative growth rate of saplings correlated solely with leaf P content (r = 0.52, p = 0.003). At present, reduction in soil water content during the dry season does not seem to be strong enough to cause any effect on photosynthesis of saplings in central Amazonia. This study shows that leaf P content is positively correlated with sapling growth in the central Amazon. Therefore, the positive effect of atmospheric CO2 fertilization on long-term tree growth will depend on the ability of trees to absorb additional amount of P

A bacia amazônica tem mais de seis milhões de quilômetros quadrados e abriga a maior floresta tropical do mundo, sendo particularmente importante pela sua biodiversidade e pelo seu papel na ciclagem de água e carbono. Fotossíntese, condutância estomática e fluxo de seiva de espécies florestais da Amazônia apresentam variação ao longo do dia seguindo a variação diurna observada na irradiância, temperatura e o déficit de pressão de vapor. Em decorrência da fotorrespiração, cerca de 25% do carbono fixado é retornado para a atmosfera. Os aumentos na concentração de CO2 na atmosfera previstos para as próximas décadas poderão apresentar efeito positivo na assimilação de carbono deste ecossistema florestal. Em comparação à época chuvosa, redução da umidade do solo e aumento no déficit de pressão de vapor (associado à baixa umidade do ar e alta temperatura) favorecem o fechamento dos estômatos em detrimento da fotossíntese. Desse modo, em comparação com a estação chuvosa, a fotossíntese líquida é menor no período seco. No geral, na Amazônia as árvores que atingem o dossel da floresta crescem a taxas maiores na época chuvosa. Exceto em anos de menor precipitação, o ecossistema florestal atua como sumidouro de carbono na época chuvosa. Mais estudos são necessários para determinar como e de que forma fatores específicos do ambiente físico influenciam a assimilação de carbono e o crescimento de árvores nos diversos grupos funcionais na Amazônia.

The Amazon basin comprises more than six million square kilometers and holds the largest tropical forest in the world. It is particularly important for its biodiversity and for its role in the cycling of water and carbon. Photosynthesis, stomatal conductance and sap flow of Amazon tree species show variation throughout the day following the diurnal variation of irradiance, temperature and vapor pressure deficit. Due to photorespiration, at least 25% of the fixed carbon is returned to the atmosphere. Thus, increases in atmospheric CO2 concentration in the decades to come may have a positive effect on carbon assimilation of the forest ecosystem. Compared to the rainy season, low water availability in dry season and increased vapor pressure deficit (low humidity and high temperature) during the dry period induce stomata closure, which eventually leads to photosynthesis decline. Several studies have shown that Amazonian trees that reach the forest canopy grow at higher rates in the rainy season. Except in years with low rainfall, the forest ecosystem is a carbon sink in the rainy season. More studies are needed to determine how and in what extent specific factors of the physical environment influence carbon assimilation and growth of trees from different functional groups in the Amazon region.