Ecofisiologia de dois ecotipos de Paubrasilia echinata em cenários de mudanças climáticas da floresta Atlântica, Brasil

dc.contributor.advisor1Cuzzuol, Geraldo Rogerio Faustini
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-2055-492X
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6127436626143032
dc.contributor.authorVenâncio, Felipe Cassa Duarte
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/4286236573185172
dc.contributor.referee1Falqueto, Antelmo Ralph
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-3146-1873
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2005727951505420
dc.contributor.referee2Silva, Diolina Moura
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/000000033885280X
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0341541450627705
dc.contributor.referee3Toledo, João Vitor
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-9712-4776
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/6698808632715962
dc.contributor.referee4Grandis, Adriana
dc.date.accessioned2024-05-30T00:53:15Z
dc.date.available2024-05-30T00:53:15Z
dc.date.issued2022-04-28
dc.description.abstractThe Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) has introduced some scenarios called Representative Concentration Pathways (RCP) due to increases in [CO2]. Among the forecasts for the Atlantic Forest, Brazil, two climate scenarios were selected: an optimistic one (RCP 4.5) composed of a moderate increase in [CO2], temperature and evaporative demand and another pessimistic (RCP 8.5) composed of a high increase in [CO2], temperature and evaporative demand, representing more extreme weather conditions. The ecophysiological responses of tropical tree species in extreme climate scenarios are poorly understood, and in this panorama, a question arises: how will shade-tolerant and sun-tolerant tropical trees respond to climate change? Paubrasilia echinata (brazilwood) is a species native to the Atlantic forest and has three ecotypes (small, medium and large leaf), which differ in terms of ecological habit in the initial phase of growth. The use of a species with intraspecific and ecophysiological variations such as P. echinata is quite interesting because it eliminates interspecific divergence. Seedlings of the small leaf (shade-tolerant) and medium leaf (sun-tolerant) ecotypes were cultivated for 90 days in OTC's inside climatized greenhouses, in three climate scenarios: one simulating the current climatic conditions of the Atlantic Forest (T= 26.1ºC, RH= 82% and [CO2]= 400 ppm) and two climate change scenarios-RCP 4.5 (T= 28.1ºC, RH= 80% and [CO2] = 580 ppm) and RCP 8.5 (T= 29.6ºC, RH= 74% and [CO2]= 936 ppm). For each scenario, two levels of substrate moisture were applied: 80% (well irrigated) and 40% (water restriction). At the end of the experiment, the following variables were evaluated: growth, gas exchange, water status, chlorophyll a fluorescence, non structural carbohydrates and cell wall polymers. The increase in [CO2] had a positive response in the growth of plants of the two ecotypes. Well irrigated plants showed higher stem height, total dry mass, net assimilation of CO2 and intracellular carbon. Furthermore, even with water restriction, plants grown in scenarios with increased [CO2] showed higher growth, CO2 assimilation, lower stomatal conductance and transpiration. These responses resulted in increased water use efficiency and carboxylation efficiency. Elevated [CO2] probably has a “buffering effect” on plants of the two ecotypes, increasing photosynthesis and early growth, reflecting greater mobilization and accumulation of carbohydrates in vegetative organs. Water availability had a greater influence on the contents of cell wall polymers, in relation to the scenarios. These mechanisms used by plants grown in high CO2 may have favored osmotic adjustment under these conditions, especially when grown with water restriction. The effect of the RCP 8.5 scenario was not limiting for the two ecotypes. In this scenario, plants of the two ecotypes with higher production of total dry mass were observed, indicating that the predicted climate changes will not promote so much limitation on the future of P. echinata.
dc.description.resumoO Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC) introduziu alguns cenários chamados de Vias de Concentração Representativas (RCP) em função dos aumentos na [CO2]. Dentre as projeções previstas para Mata Atlântica, Brasil, foram selecionados dois cenários climáticos: um otimista (RCP 4.5) composto por um aumento moderado na [CO2], temperatura e demanda evaporativa e outro pessimista (RCP 8.5) composto por um aumento alto na [CO2], temperatura e demanda evaporativa, representando condições climáticas mais extremas. As respostas ecofisiológicas de espécies arbóreas tropicais em cenários climáticos extremos são pouco conhecidas e nesse panorama surge uma questão: como as arbóreas tropicais tolerantes à sombra e ao sol responderão às mudanças climáticas? O Paubrasilia echinata (pau-brasil) é uma espécie nativa da Mata Atlântica e apresenta três ecotipos (folha pequena, média e grande), divergentes quanto ao hábito ecológico na fase inicial do crescimento. A utilização de uma espécie com variações intraespecíficas e ecofisiológicas como o P. echinata é bastante interessante por eliminar a divergência interespecífica. Mudas dos ecotipos folha pequena (tolerante a sombra) e folha média (tolerante ao sol) foram cultivadas por 90 dias em OTC’s no interior de casas de vegetação climatizadas, em três cenários climáticos: um simulando as condições climáticas atuais da Mata Atlântica (T= 26.1ºC, UR= 82% e [CO2]= 400 ppm) e dois cenários de mudanças climáticas-RCP 4.5 (T= 28.1ºC, UR= 80% e [CO2]= 580 ppm) e RCP 8.5 (T= 29.6ºC, UR= 74% e [CO2]= 936 ppm). Para cada cenário, foram aplicados dois níveis de umidade do substrato: 80% (bem irrigado) e 40% (restrição hídrica). Ao final do experimento foram avaliadas as seguintes variáveis: crescimento, trocas gasosas, status hídrico, fluorescência da clorofila a, carboidratos não estruturais e polímeros de parede celular. O aumento da [CO2] teve resposta positiva no crescimento das plantas dos dois ecotipos. Plantas bem irrigadas apresentaram maior altura do caule, massa seca total, assimilação líquida de CO2 e carbono intracelular. Além disso, mesmo com restrição hídrica, as plantas cultivadas nos cenários com aumento da [CO2], apresentaram maior crescimento, assimilação de CO2, menor condutância estomática e transpiração. Essas respostas resultaram no aumento da eficiência do uso da água e eficiência de carboxilação. A elevada [CO2] provavelmente tem um “efeito tampão” nas plantas dos dois ecotipos, aumentando a fotossíntese e o crescimento inicial, refletindo maior mobilização e acúmulo de carboidratos nos órgãos vegetativos. A disponibilidade hídrica apresentou maior influência nos teores de polímeros de parede celular, em relação aos cenários. Esses mecanismos utilizados pelas plantas cultivadas em elevado CO2, podem ter favorecido a realização de ajuste osmótico nessas condições, principalmente quando cultivadas com restrição hídrica. O efeito do cenário RCP 8.5 não foi limitante para os dois ecotipos. Neste cenário, foram observadas plantas dos dois ecotipos com maior produção de massa seca total, indicando que as mudanças climáticas previstas não promoverão tanta limitação sobre o futuro do P. echinata.
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Espírito Santo (FAPES)
dc.formatText
dc.identifier.urihttps://dspace5.ufes.br/handle/10/15910
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Biologia Vegetal
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Humanas e Naturais
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Biologia Vegetal
dc.rightsopen access
dc.subjectCrescimento
dc.subjectCO2
dc.subjectFotossíntese
dc.subjectCarboidratos
dc.subjectPau-brasil
dc.subjectTemperatura
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqAgronomia
dc.titleEcofisiologia de dois ecotipos de Paubrasilia echinata em cenários de mudanças climáticas da floresta Atlântica, Brasil
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typedoctoralThesis

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