Limitations to photosynthesis of lettuce grown under tropical conditions: alleviation by root-zone cooling

Aerial parts of lettuce plants were grown under natural tropical fluctuating ambient temperatures, but with their roots exposed to two different root-rone temperatures (RZTs): a constant 20 degreesC-RZT and a fluctuating ambient (A-) RZT from 23-40 degreesC, Plants grown at A-RZT showed lower photosynthetic CO2 assimilation (A), stomatal conductance (g(s)), midday leaf relative water content (RWC), and chlorophyll fluorescence ratio F-v/F-m than 20 degreesC-RZT plants on both sunny and cloudy days. Substantial midday depression of A and g(s) occurred on both sunny and cloudy days in both RZT treatments, although F-v/F-m did not vary diurnally on cloudy days. Reciprocal temperature transfer experiments investigated the occurrence and possible causes of stomatal and non-stomatal limitations of photosynthesis. For both temperature transfers, light-saturated stomatal conductance (g(s) (sat)) and photosynthetic CO2 assimilation (A(sat)) were highly correlated with each other and with midday RWC, suggesting that A was limited by water stress-mediated stomatal closure, However, prolonged growth at A-RZT reduced light- and CO2-saturated photosynthetic O-2 evolution (P-max), indicating non-stomatal limitation of photosynthesis. Tight temporal coupling of leaf nitrogen content and P-max during both temperature transfers suggested that decreased nutrient status caused this non-stomatal limitation of photosynthesis.

Breeding for low input conditions and consequences for participatory plant breeding: Examples from tropical maize and wheat

Participatory plant breeding (PPB) has been suggested as an effective alternative to formal plant breeding (FPB) as a breeding strategy for achieving productivity gains under low input conditions. With genetic progress through PPB and FPB being determined by the same genetic variables, the likelihood of success of PPB approaches applied in low input target conditions was analyzed using two case studies from FPB that have resulted in significant productivity gains under low input conditions: (1) breeding tropical maize for low input conditions by CIMMYT, and (2) breeding of spring wheat for the highly variable low input rainfed farming systems in Australia. In both cases, genetic improvement was an outcome of long-term investment in a sustained research effort aimed at understanding the detail of the important environmental constraints to productivity and the plant requirements for improved adaptation to the identified constraints, followed up by the design and continued evaluation of efficient breeding strategies. The breeding strategies used differed between the two case studies but were consistent in their attention to the key determinants of response to selection: (1) ensuring adequate sources of genetic variation and high selection pressures for the important traits at all stages of the breeding program, (2) use of experimental procedures to achieve high levels of heritability in the breeding trials, and (3) testing strategies that achieved a high genetic correlation between performance of germplasm in the breeding trials and under on-farm conditions. The implications of the outcomes from these FPB case studies for realizing the positive motivations for adopting PPB strategies are discussed with particular reference for low input target environment conditions.

Identification of causal relationships among traits related to drought resistance in Stylosanthes scabra using QTL analysis

Previous studies have shown that a negative relationship exists between transpiration efficiency (TE) and carbon isotope discrimination (Delta) and between TE and specific leaf area (SLA) in Stylosanthes scabra, A glasshouse experiment was conducted to confirm these relationships in an F-2 population and to study the causal nature of these relationships through quantitative trait loci (QTL) analysis, One hundred and twenty F-2 genotypes from a cross between two genotypes within S. scabra were used. Three replications for each genotype were maintained through vegetative propagation, Water stress was imposed by maintaining plants at 40% of field capacity for about 45 d. To facilitate QTL analysis, a genetic linkage map consisting of 151 RAPD markers was developed, Results from this study show that Delta was significantly and negatively correlated with TE and biomass production. Similarly, SLA showed significant negative correlation with TE and biomass production, Most of the QTL for TE and Delta were present on linkage groups 5 and 11. Similarly, QTL for SLA, transpiration and biomass productivity traits were clustered on linkage groups 13 and 24, One unlinked marker was also associated with these traits, There were several markers coincident between different traits, At all the coincident QTL, the direction of QTL effects was consistent with phenotypic data, At the coincident markers between TE and Delta, high alleles of TE were associated with low alleles of Delta. Similarly, low alleles of SLA were associated with high alleles of biomass productivity traits and transpiration. At the coincident markers between trans-4-hydroxy-N-methyl proline (MHP) and relative water content (RWC), low alleles of MHP were associated with high alleles of RWC, This study suggests the causal nature of the relationship between TE and Delta. Phenotypic data and QTL, data show that SLA was more closely associated with biomass production than with TE, This study also shows that a cause-effect relationship may exist between SLA and biomass production.

Yield response of rice (Oryza sativa L.) genotypes to different types of drought under rainfed lowlands - Part 3. Plant factors contributing to drought resistance

A series of experiments were conducted in drought-prone northeast Thailand to examine the magnitude of yield responses of diverse genotypes to drought stress environments and to identify traits that may confer drought resistance to rainfed lowland rice. One hundred and twenty eight genotypes were grown under non-stress and four different types of drought stress conditions. Under severe drought conditions, the maintenance of PWP of genotypes played a significant role in determining final grain yield. Because of their smaller plant size (lower total dry matter at anthesis) genotypes that extracted less soil water during the early stages of the drought period, tended to maintain higher PWP and had a higher fertile panicle percentage, filled grain percentage and final grain yield than other genotypes. PWP was correlated with delay in flowering (r = -0.387) indicating that the latter could be used as a measure of water potential under stress. Genotypes with well-developed root systems extracted water too rapidly and experienced severe water stress at flowering. RPR which showed smaller coefficient of variation was more useful than root mass density in identifying genotypes with large root system. Under less severe and prolonged drought conditions, genotypes that could achieve higher plant dry matter at anthesis were desirable. They had less delay in flowering, higher grain yield and higher drought response index, indicating the importance of ability to grow during the prolonged stress period. Other shoot characters (osmotic potential, leaf temperature, leaf rolling, leaf death) had little effect on grain yield under different drought conditions. This was associated with a lack of genetic variation and difficulty in estimating trait values precisely. Under mild stress conditions (yield loss less than 50%), there was no significant relationship between the measured drought characters and grain yield. Under these mild drought conditions, yield is determined more by yield potential and phenotype than by drought resistant mechanisms per se. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

An investigation into the possible inhibitory effects of white cypress pine (Callitris glaucophylla) litter on the germination and growth of associated ground cover species

White cypress-pine stands typically support sparse densities of shrubs and grasses. The commonly held opinion is that leaching of allelopathic chemical compounds from cypress-pine litter partly facilitates this exclusion. Germination and growth of cypress pine seedlings do not appear to be similarly affected. This study set out to determine whether cypress litter had a differential effect on germination and growth of cypress-pine seedlings and on associated ground-cover species. Glasshouse trials comparing seedling emergence under cypress- and artificial-litter layers were undertaken. Cypress-pine litter did not have an inhibitory effect on the germination or growth of ground-cover species. In most cases, seedling emergence was facilitated by the application of cypress-pine litter due to its ability to increase the water holding capacity of the underlying soil. Cypress litter did not promote growth of its own seedlings over its competitors except on coarse-textured soils where it provided an ameliorative function to water stress due to the soil's reduced water holding capacity. The inhibition of ground-cover species' germination and growth in pure cypress stands was suggested to be the result of high below-ground resource competition due to the pine's expansive root morphology.

Efeito da restrição hídrica sobre o crescimento de clones de eucalipto

O estabelecimento e o crescimento inicial de espécies florestais no campo são fortemente afetados pela disponibilidade de água no solo e pela época de plantio, por isso, o presente trabalho estuda o impacto do déficit hídrico no crescimento de mudas de dois clones do híbrido Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, ambos submetidos a 4 níveis de déficit hídrico, em duas épocas de plantio. O estudo foi realizado na área experimental do Núcleo de Estudos e Difusão de Tecnologia em Florestas, Recursos Hídricos e Agricultura Sustentável (NEDTEC), do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Espírito Santo (CCA-UFES), localizado no município de Jerônimo Monteiro. O trabalho foi realizado em duas épocas distintas, sendo a primeira no período de 09 de fevereiro a 09 de junho de 2009 e a segunda no período de 11 de julho a 07 de novembro de 2009, visando à realização das observações em diferentes condições de regime de radiação, déficit de pressão do vapor do ar, temperatura, umidade relativa do ar e velocidade do vento. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente ao acaso em parcelas subdivididas 2 x 4, alocando-se os 4 níveis de déficits hídricos na parcela principal e as 2 épocas nas subparcelas, com três repetições. Os manejos hídricos aplicados foram: Déficit 0 (D0) sem déficit, Déficit 1(D1) corte da irrigação aos 30 dias de experimentação, permanecendo até o final do experimento, Déficit 2 (D2) corte da irrigação aos 30 dias de experimentação, suspensão da irrigação por 60 dias e posterior retomada da irrigação por mais 30 dias; Déficit 3 (D3) corte da irrigação aos 60 dias de experimentação, prolongando até o final do experimento. Os dados experimentais foram submetidos à análise de variância, e quando significativas, as médias foram comparadas pelo teste de média Tukey a 5% de probabilidade, para cada clone estudado. Com este trabalho, foi possível avaliar o impacto de diferentes déficits hídricos, no crescimento inicial das plantas, em duas épocas do ano e avaliar o incremento no desenvolvimento das plantas durante a aplicação dos tratamentos, com retiradas de amostras médias de cada tratamento a cada 30 dias. As variáveis medidas nos dois experimentos foram altura total da planta, diâmetro ao nível do coleto, número de folhas, área foliar, matéria seca de folhas, matéria seca de haste e ramos, matéria seca de raízes e matéria seca total. Foram avaliadas as variáveis climáticas durante todo o período experimental, nas duas épocas, a fim de determinar a condição do clima em cada época. Para os dois clones estudados, em geral, os déficits hídricos promoveram a redução das variáveis morfológicas estudadas e a época experimental foi o fator que mais influenciou a redução do crescimento das plantas. Sendo que a Época 1 foi a que proporcionou resultados superiores, e a Época 2 foi a que prejudicou mais o desenvolvimento das plantas, reduzindo significativamente todas as variáveis morfológicas em todos os déficits hídricos, inclusive o D0.

Efeito da restrição hídrica sobre o crescimento de clones de eucalipto

O estabelecimento e o crescimento inicial de espécies florestais no campo são fortemente afetados pela disponibilidade de água no solo e pela época de plantio, por isso, o presente trabalho estuda o impacto do déficit hídrico no crescimento de mudas de dois clones do híbrido Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, ambos submetidos a 4 níveis de déficit hídrico, em duas épocas de plantio. O estudo foi realizado na área experimental do Núcleo de Estudos e Difusão de Tecnologia em Florestas, Recursos Hídricos e Agricultura Sustentável (NEDTEC), do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Espírito Santo (CCA-UFES), localizado no município de Jerônimo Monteiro. O trabalho foi realizado em duas épocas distintas, sendo a primeira no período de 09 de fevereiro a 09 de junho de 2009 e a segunda no período de 11 de julho a 07 de novembro de 2009, visando à realização das observações em diferentes condições de regime de radiação, déficit de pressão do vapor do ar, temperatura, umidade relativa do ar e velocidade do vento. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente ao acaso em parcelas subdivididas 2 x 4, alocando-se os 4 níveis de déficits hídricos na parcela principal e as 2 épocas nas subparcelas, com três repetições. Os manejos hídricos aplicados foram: Déficit 0 (D0) sem déficit, Déficit 1(D1) corte da irrigação aos 30 dias de experimentação, permanecendo até o final do experimento, Déficit 2 (D2) corte da irrigação aos 30 dias de experimentação, suspensão da irrigação por 60 dias e posterior retomada da irrigação por mais 30 dias; Déficit 3 (D3) corte da irrigação aos 60 dias de experimentação, prolongando até o final do experimento. Os dados experimentais foram submetidos à análise de variância, e quando significativas, as médias foram comparadas pelo teste de média Tukey a 5% de probabilidade, para cada clone estudado. Com este trabalho, foi possível avaliar o impacto de diferentes déficits hídricos, no crescimento inicial das plantas, em duas épocas do ano e avaliar o incremento no desenvolvimento das plantas durante a aplicação dos tratamentos, com retiradas de amostras médias de cada tratamento a cada 30 dias. As variáveis medidas nos dois experimentos foram altura total da planta, diâmetro ao nível do coleto, número de folhas, área foliar, matéria seca de folhas, matéria seca de haste e ramos, matéria seca de raízes e matéria seca total. Foram avaliadas as variáveis climáticas durante todo o período experimental, nas duas épocas, a fim de determinar a condição do clima em cada época. Para os dois clones estudados, em geral, os déficits hídricos promoveram a redução das variáveis morfológicas estudadas e a época experimental foi o fator que mais influenciou a redução do crescimento das plantas. Sendo que a Época 1 foi a que proporcionou resultados superiores, e a Época 2 foi a que prejudicou mais o desenvolvimento das plantas, reduzindo significativamente todas as variáveis morfológicas em todos os déficits hídricos, inclusive o D0.

Alterações fisiológicas em clones de seringueira (Hevea brasiliensis) submetidos ao deficit hídrico

Esse estudo objetivou investigar, em regime de casa de vegetação, o desempenho fisiológico de duas cultivares jovens e enxertadas de seringueira (Hevea brasiliensis), submetidas à deficiência hídrica e posterior recuperação. Os parâmetros analisados foram o potêncial hídrico foliar (ψw), taxa de sobrevivência e crescimento após reidratação e a fluorescência transiente da clorofila a. Trinta dias após a aclimatação, o déficit hídrico foi iniciado pela supressão total da água até o potencial hídrico (ψw) atingir valores críticos (38 dias), seguido por 30 dias de reidratação. Os dois genótipos (RRIM600 e FX3864) apresentaram um comportamentos semelhantes de redução do ψw com o avanço da supressão hídrica. Entretanto, o genótipo FX3864 mostrou-se mais susceptível ao déficit hídrico comprovado por valores que demonstram deficiência no transporte de elétrons no etapa fotoquímica da fotossíntese e por uma menor taxa de sobrevivência após desidratação e menor crescimento e desenvolvimento após a reidratação. RRIM600 apresentou uma maior tolerância à imposição da supressão hídrica, confirmada pelos valores da maioria dos parâmetros analisados e pelo menor tempo necessário para sua recuperação.

Crescimento, produção e rendimento dos clones da variedade ‘Conilon Vitória’ em condições de déficit hídrico e irrigado

O Estado do Espírito Santo é o maior produtor de grãos de café conilon do Brasil. Devido aos trabalhos na seleção de plantas produtivas, os avanços na produtividade desta cultura são mais pronunciados com a utilização da técnica da irrigação. A utilização da irrigação na cafeicultura possibilita a adoção de novas tecnologias de plantio, expansão da área produtiva, uniformização da produção diminuindo os grãos chochos e mal granados, além de mitigar os problemas da deficiência hídrica nos períodos críticos da cultura. Diante do exposto, objetivou-se com este estudo, avaliar o crescimento, a produção e o rendimento dos treze clones da variedade de café ‘Conilon Vitória’, em condições de déficit hídrico e irrigado. O experimento foi instalado no ano de 2010 no Instituto Federal do Espírito Santo, Campus Alegre, em esquema de parcelas subdivididas 3 x 13, sendo nas parcelas o manejo de irrigação em três níveis (irrigado, irrigado com déficit hídrico de 50% e sem irrigação) e nas subparcelas os clones da variedade ‘Conilon Vitória’ em treze níveis, em um delineamento em blocos casualizados, com três repetições. Cada parcela experimental foi constituída por cinco plantas úteis. O manejo da irrigação adotado foi via clima, onde a ETo foi estimada por meio da equação de Hargreaves e Samani (1985). Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey para comparações entre o fator manejo e Scott-Knott para comparações entre o fator clone. O crescimento dos ramos das plantas foi diferenciado em relação ao manejo de irrigação aplicado. Plantas sem irrigação apresentaram maiores picos de crescimento. Plantas irrigadas apresentaram menores picos de crescimento dos ramos, porém, com maior período de crescimento. A produtividade média de plantas irrigadas foi cerca de 474,5% superior a plantas sem irrigação. A produtividade média de plantas irrigadas com déficit hídrico de 50% foi cerca de 329,6 % superior a plantas sem irrigação. O rendimento entre plantas irrigadas e irrigadas com déficit hídrico de 50% não diferiu. Já plantas sem irrigação apresentaram menor rendimento em todos os clones. A irrigação influenciou no tamanho dos grãos, plantas irrigadas apresentaram maiores percentagens de grãos retidos em peneiras 13 e superiores. Já plantas sem irrigação apresentaram maiores percentagens de grãos retidos na fundagem.

Crescimento, produção e rendimento dos clones da variedade ‘Conilon Vitória’ em condições de déficit hídrico e irrigado

O Estado do Espírito Santo é o maior produtor de grãos de café conilon do Brasil. Devido aos trabalhos na seleção de plantas produtivas, os avanços na produtividade desta cultura são mais pronunciados com a utilização da técnica da irrigação. A utilização da irrigação na cafeicultura possibilita a adoção de novas tecnologias de plantio, expansão da área produtiva, uniformização da produção diminuindo os grãos chochos e mal granados, além de mitigar os problemas da deficiência hídrica nos períodos críticos da cultura. Diante do exposto, objetivou-se com este estudo, avaliar o crescimento, a produção e o rendimento dos treze clones da variedade de café ‘Conilon Vitória’, em condições de déficit hídrico e irrigado. O experimento foi instalado no ano de 2010 no Instituto Federal do Espírito Santo, Campus Alegre, em esquema de parcelas subdivididas 3 x 13, sendo nas parcelas o manejo de irrigação em três níveis (irrigado, irrigado com déficit hídrico de 50% e sem irrigação) e nas subparcelas os clones da variedade ‘Conilon Vitória’ em treze níveis, em um delineamento em blocos casualizados, com três repetições. Cada parcela experimental foi constituída por cinco plantas úteis. O manejo da irrigação adotado foi via clima, onde a ETo foi estimada por meio da equação de Hargreaves e Samani (1985). Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey para comparações entre o fator manejo e Scott-Knott para comparações entre o fator clone. O crescimento dos ramos das plantas foi diferenciado em relação ao manejo de irrigação aplicado. Plantas sem irrigação apresentaram maiores picos de crescimento. Plantas irrigadas apresentaram menores picos de crescimento dos ramos, porém, com maior período de crescimento. A produtividade média de plantas irrigadas foi cerca de 474,5% superior a plantas sem irrigação. A produtividade média de plantas irrigadas com déficit hídrico de 50% foi cerca de 329,6 % superior a plantas sem irrigação. O rendimento entre plantas irrigadas e irrigadas com déficit hídrico de 50% não diferiu. Já plantas sem irrigação apresentaram menor rendimento em todos os clones. A irrigação influenciou no tamanho dos grãos, plantas irrigadas apresentaram maiores percentagens de grãos retidos em peneiras 13 e superiores. Já plantas sem irrigação apresentaram maiores percentagens de grãos retidos na fundagem.

Vulnerability of mediterranean watersheds to climate change

Desertification is a critical issue for Mediterranean drylands. Climate change is expected to aggravate its extension and severity by reinforcing the biophysical driving forces behind desertification processes: hydrology, vegetation cover and soil erosion. The main objective of this thesis is to assess the vulnerability of Mediterranean watersheds to climate change, by estimating impacts on desertification drivers and the watersheds’ resilience to them. To achieve this objective, a modeling framework capable of analyzing the processes linking climate and the main drivers is developed. The framework couples different models adapted to different spatial and temporal scales. A new model for the event scale is developed, the MEFIDIS model, with a focus on the particular processes governing Mediterranean watersheds. Model results are compared with desertification thresholds to estimate resilience. This methodology is applied to two contrasting study areas: the Guadiana and the Tejo, which currently present a semi-arid and humid climate. The main conclusions taken from this work can be summarized as follows: • hydrological processes show a high sensitivity to climate change, leading to a significant decrease in runoff and an increase in temporal variability; • vegetation processes appear to be less sensitive, with negative impacts for agricultural species and forests, and positive impacts for Mediterranean species; • changes to soil erosion processes appear to depend on the balance between changes to surface runoff and vegetation cover, itself governed by relationship between changes to temperature and rainfall; • as the magnitude of changes to climate increases, desertification thresholds are surpassed in a sequential way, starting with the watersheds’ ability to sustain current water demands and followed by the vegetation support capacity; • the most important thresholds appear to be a temperature increase of +3.5 to +4.5 ºC and a rainfall decrease of -10 to -20 %; • rainfall changes beyond this threshold could lead to severe water stress occurring even if current water uses are moderated, with droughts occurring in 1 out of 4 years; • temperature changes beyond this threshold could lead to a decrease in agricultural yield accompanied by an increase in soil erosion for croplands; • combined changes of temperature and rainfall beyond the thresholds could shift both systems towards a more arid state, leading to severe water stresses and significant changes to the support capacity for current agriculture and natural vegetation in both study areas.

Produção de milheto em consórcio com gramíneas forrageiras no semiárido cearense.

Resumo: Objetivou-se avaliar gramíneas com reconhecida tolerância a períodos de estresse hídrico em consórcio com a cultura do milheto e doses de nitrogênio. O ensaio foi realizado em Sobral-CE, em delineamento em blocos casualizados com os tratamentos sendo o consórcio da cultura do milheto com o capim-buffel ou capim-massai, com 3 doses de adubação em cobertura para o milheto, sendo: 0, 50 e 100 kg ha-1 de nitrogênio, e o tratamento testemunha sendo o plantio do milheto solteiro sem adubação de cobertura; com 3 blocos. Avaliaram-se os dados biométricos e produtividade de massa seca. O consórcio de culturas anuais com gramíneas forrageiras é alternativa interessante para produção de volumoso em região semiárida. O consórcio de milheto e capim-massai mostrou-se superior para dados biométricos e produtividade. O emprego de 100 kg ha-1 de N em cobertura na cultura do milheto propiciou maior produtividade de massa seca. [Millet production with forage consortium in semiarid region of State of Ceará]. Abstract: This study aimed to evaluate grasses with recognized tolerance to periods of water stress in partnership with millet cultivation and doses of nitrogen. The test was conducted in Sobral-CE, at a randomized block with treatments and millet culture consortium with buffel grass or massai grass with 3 fertilizer levels at coverage for millet, as follows: 50 and 100 kg ha-1 of nitrogen, and the control treatment being the planting millet single without cover fertilization; with 3 blocks. Evaluated were the biometric data and dry matter productivity. The consortium of annual crops with grasses is interesting alternative to massive production for semi-arid region. The consortium millet and massai grass was superior to biometric data and productivity. The use of 100 kg ha-1 of N topdressing in the millet culture provided greater dry mass productivity.

Towards modification of Medicago truncatula epigenome: genome editing with engineered nucleases

Periodic drought is the primary limitation of plant growth and crop yield. The rise of water demand caused by the increase in world population and climate change, leads to one of the biggest challenges of modern agriculture: to increase food and feed production. De novo DNA methylation is a process regulated by small interfering RNA (siRNAs), which play a role in plant response and adaptation to abiotic stress. In the particular case of water deficit, growing evidences suggest a link between the siRNA pathways and drought response in the model legume Medicago truncatula. As a first step to understand the role of DNA methylation under water stress, we have set up several bioinformatics and molecular methodologies allowing the design of Clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/Cas9 systems and the assembly of TALENs (transcription activator-like effector nucleases), to target both dicer-like 3 (MtDCL3) and RNA-Dependent RNA polymerase (MtRDR2), enzymes of the RNA-directed DNA methylation pathway. TALENs efficiency was evaluated prior to plant transformation by a yeast-based assay using two different strategies to test TALENs activity: Polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) and Single strand conformation polymorphisms (SSCP). In this assay, yeast cells triple transformation emerged as good and rapid alternative to laborious yeast mating strategies. PAGE analysis might be a valuable tool to test TALENs efficacy in vivo if we could increase TALENs activity. SSCP-based approach proved to be ineffective due to the generation of several false positives. TALENs and CRISPR/Cas9 system constructed and designed in this work will in the future certainly enable the successful disruption of DCL3 and RDR2 genes and shed the light on the relationship between plant stress resistance and epigenetic regulation mediated by siRNAs in M.truncatula.

Forest biomass and wood consumption In the lower course of the Amazon: a case study of rhe Urubueua Island

Várzea and terra-firme forests in the lower course of the Amazon were compared in terms of forest structure, wood volume increments and forest biomass. The wood volume of várzea forests was smaller than that of terra-firme forests, particularly when severe human intervention such as the cultivation of açaí palm occurred. The difference was even greater in the forest weight comparison because of the lower wood density of várzea trees. These trees are not directly influenced by water stress during the dry season, while late wood with a high density is formed in the terra-firme trees. The annual forest disappearance area due to firewood for tile factories was estimated to be about 276 ha on the island investigated, which had an area of 36,200 ha. Assuming that the forests are rotatively cultivated every 25 to 30 years, the total deforestation area is 6,870-6,948 ha in 25 years and 8,244~8,337 ha in 30 years. This result means that the balance between forest biomass and utilization is not in crisis, however, this balance might be lost as long as substitutive energy such as electricity is not supplied.

Global warming in Amazonia: impacts and Mitigation

Global warming has potentially catastrophic impacts in Amazonia, while at the same time maintenance of the Amazon forest offers one of the most valuable and cost-effective options for mitigating climate change. We know that the El Niño phenomenon, caused by temperature oscillations of surface water in the Pacific, has serious impacts in Amazonia, causing droughts and forest fires (as in 1997-1998). Temperature oscillations in the Atlantic also provoke severe droughts (as in 2005). We also know that Amazonian trees die both from fires and from water stress under hot, dry conditions. In addition, water recycled through the forest provides rainfall that maintains climatic conditions appropriate for tropical forest, especially in the dry season. What we need to know quickly, through intensified research, includes progress in representing El Niño and the Atlantic oscillations in climatic models, representation of biotic feedbacks in models used for decision-making about global warming, and narrowing the range of estimating climate sensitivity to reduce uncertainty about the probability of very severe impacts. Items that need to be negotiated include the definition of "dangerous" climate change, with the corresponding maximum levels of greenhouse gases in the atmosphere. Mitigation of global warming must include maintaining the Amazon forest, which has benefits for combating global warming from two separate roles: cutting the flow the emissions of carbon each year from the rapid pace of deforestation, and avoiding emission of the stock of carbon in the remaining forest that can be released by various ways, including climate change itself. Barriers to rewarding forest maintenance include the need for financial rewards for both of these roles. Other needs are for continued reduction of uncertainty regarding emissions and deforestation processes, as well as agreement on the basis of carbon accounting. As one of the countries most subject to impacts of climate change, Brazil must assume the leadership in fighting global warming.