Respostas ecofisiológicas de plantas ocorrentes no cerrado frente à elevada concentração de CO2

Abstract

O Cerrado apresenta-se como o segundo maior domínio fitogeográfico brasileiro sendo superado em área apenas pela Amazônia. As mudanças nos padrões de precipitação, secas e enchentes são eventos claros das alterações climáticas do planeta que poderão influenciar todos os ecossistemas naturais. Com o aumento da concentração de CO2 ([CO2]) atmosférico previsto devido às mudanças climáticas globais (MCG), as espécies C3 e C4 poderão apresentar respostas ecofisiológicas que em curto prazo serão positivas, porém, em longo prazo devido às características de cada ambiente essas respostas poderão se alterar. O objetivo deste estudo foi o de determinar as respostas ecofisiológicas de três espécies ocorrentes no Cerrado: uma herbácea invasora com metabolismo fotossintético C4 (Melinis minutiflora P. Beauv.), uma espécie lenhosa endêmica C3 (Hymenaea stigonocarpa Mart. Ex Hayne) e uma espécie lenhosa generalista C3 (Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong.). Os experimentos foram realizados em câmaras de topo aberto localizadas na UFV, Campus Florestal. No primeiro capítulo foram mantidos nove indivíduos de H. stigonocarpa distribuídos em três parcelas com M. minutiflora nas densidades 0% (sem a presença de M. minutiflora), 50% (140 sementes em 0,84m2) e 100% (280 sementes em 0,84m2) em dois tratamentos com diferentes [CO2] (380 ppm e 700 ppm). Foram encontradas nas plantas de H. stigonocarpa respostas positivas ao aumento da [CO2] independente da ausência ou presença de M. minutiflora. Houve aumento das trocas gasosas, eficiência quântica efetiva do fotossistema II, dos índices de conteúdo de clorofila e crescimento. No segundo capítulo foram mantidos 20 indivíduos de E. contortisiliquum em vasos plásticos em dois tratamentos com diferentes [CO2] (380 ppm e 700 ppm). As plantas de E. contortisiliquum responderam de forma positiva ao aumento da [CO2] em seu desenvolvimento inicial, com aumento das trocas gasosas, índice de conteúdo de clorofila b e total, crescimento e massa seca da raiz. Conclui-se que as plantas de H. stigonocarpa (C3) com o aumento da [CO2] serão beneficiadas nas relações competitivas com as plantas de M. minutiflora (C4) e que as plantas de E. contortisiliquum deverão apresentar respostas ecofisiológicas positivas devido ao efeito isolado do aumento da [CO2].

The Cerrado is the second largest Brazilian phytogeographic domain surpassed in area only by the Amazon. Changes in rainfall patterns, droughts and floods are clear events of climate change in the planet which can influence all natural ecosystems. With increase concentration of atmospheric CO2 due to global climate change (GCC), C3 and C4 species may present ecophysiological responses that in short term will be positive, but in the long term due to the characteristics of each environment these responses may change. The objective of this study was to determine the ecophysiological responses of three species ocurring in the Cerrado: an herbaceous alien grass with C4 photosynthetic metabolism (Melinis minutiflora P. Beauv.), an endemic C3 woody species (Hymenaea stigonocarpa Mart Ex Hayne.) and a generalist C3 woody species (Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong.). The experiments were conducted in open-top chambers located at UFV, Campus Florestal. In the first chapter nine individuals of H. stigonocarpa were maintained in each of three plots with different M. minutiflora densities: 0% (without M. minutiflora), 50% (140 seeds of M. minutiflora in 0,84m2) and 100% (280 seeds of M. minutiflora in 0,84m2) in two treatments with different [CO2] (380 ppm and 700 ppm). It was found in the H. stigonocarpa plants positive responses to increase [CO2], independent of the absence or presence of M. minutiflora. There was an increase in leaf gas exchange, effective quantum efficiency of photosystem II, chlorophyll content index and growth. In the second chapter it was maintained 20 individuals of E. contortisiliquum in plastic pots in two treatments with different [CO2] (380 ppm and 700 ppm). E. contortisiliquum plants responded positively to the increase in [CO2] in its early development, with increased leaf gas exchange, chlorophyll b and total chlorophyll index, growth and root dry mass. We concluded that H. stigonocarpa (C3) plants grown in high [CO2] will benefit in competition with M. minutiflora (C4) and E. contortisiliquum plants will present positive ecophysiological responses due to the isolated effects of high [CO2].