A relação entre produtividade primária, seus controladores ambientais e a diversidade funcional na vegetação da Caatinga

Resumo

Precipitação, temperatura e solos são vastamente reconhecidos como os principais fatores ambientais responsáveis pela distribuição dos biomas (eg. Diagrama de Whitakker). Além de acréscimos significantes em temperatura esperados para um futuro próximo, também estarão associadas mudanças em precipitação anual acumulada bem como sua distribuição ao longo do ano (IPCC 2014). Comunidades vegetais são particularmente susceptíveis a tais mudanças principalmente porque processos relacionados a produtividade primária (fotossíntese e respiração) depende da interação entre plantas e seu ambiente. Outros aspectos mais imediatos a respeito das mudanças globais são a perda de biodiversidade devido a mudanças no uso da terra, espécies invasoras e alterações na química atmosférica. Uma preocupação genuína existe onde declínio ecossistêmico resulta de perda de biodiversidade (Naaem 2002). Diversidade de espécies traz consequências funcionais pois o número e tipos de espécies estabelece o reservatório coletivo de atributos, os quais modulam processos ecossistêmicos (Tilman et al. 1996). Atualmente, um tópico crucial em Ecologia é a compreensão de como a diversidade funcional se relaciona ao funcionamento ecossistêmico e, consequentemente, à produtividade primária e resiliência de ecossistemas (Hooper et al. 2005). Alcançar tal compreensão é prioritário para se prescrever corretamente interações entre plantas e entre plantas e o ambiente em modelos dinâmicos de vegetação, o que é uma ferramenta necessária para prover cenários futuros para os Biomas. O presente momento é oportuno, já que mudanças significantes estão acontecendo e resultando em perdas em resiliêncie am biomas brasileiros (Asner et al. 2010, Davidson et al. 2011), criando uma retroalimentação circular que possivelmente agrava a situação. Esta proposta almeja estabelecer e compreender relações entre produtividade primária, forçantes ambientais (temperatura e precipitação), diversidade de espécies e grupos funcionais, e variabilidade em atributos funcionais de plantas (relacionadas à produtividade primária). Queremos responder se a variabilidade em certos atributos funcionais de plantas é influenciado por forçantes ambientais (eg. "Seria a sensibilidade estomática mais aguda em formações de caatinga mais secas?" ou "As plantas da Caatinga operam em uma faixa de temperatura maior que suas contrapartidas de Cerrado?"). Este estudo irá caracterizar a diversidade functional presente entre as espécies arbóreas em 45 sítios de pesquisa compreendendo formações de caatinga em Pernambuco, Ceará e Bahia. Para alguns destes sítios, já se encontra disponível um histórico de pesquisa através de colaboradores ou disponível na literatura. As variáveis a serem investigadas dentro do âmbito deste projeto são direta ou indiretamente relacionadas aos processos fotossintético ou respiratório. Curvas de respostas ao CO2, luz, umidade relativa e temperatura serão determinadas em folhas utilizando um sistema portátil de fotossíntese. Tais curvas permitem estimativas de atributos chave que podem revelar a extensão da variabilidade da diversidade funcional. Folhas utilizadas para trocas gasosas serão coletadas para posterior análises químicas. Associados a tais medidas, serão determinadas a razão massa-área foliar, densidade da madeira e a razão entre área de folha de um ramo em relação a área de xilema do mesmo ramo. Será usado o maior número de espécies possível neste estudo, dependendo da riqueza de espécies e equalidade da comunidade. Análises discriminantes serão utilizadas para gerar grupos funcionais "a posteriori". Ainda, a fenologia das folhas será monitorada ao longo do ano através de métodos de imagens digitais, assim como produção de serapilheira. Campanhas de campo serão organizadas bimensalmente para se cobrir a sazonalidade anual. Finalmente, os resultados obtidos serão avaliados em conjunto com determinações atuais e passadas de produtividade primária obtidas através de torres de fluxo.