Relação entre traços funcionais e o estoque de carbono acima do solo de espécies lenhosas no Cerrado: destacando o trade-off crescimento-sobrevivência

Abstract

O dióxido de carbono (CO2) é responsável por mais da metade da concentração total de gases do efeito estufa, contribuindo para o aquecimento global e demais problemáticas ambientais. À vista disso, compreender os mecanismos de descarbonização atmosférica é crucial para mitigar seus impactos, sendo as plantas protagonistas nessa mitigação. Portanto, a Savana Brasileira (Cerrado), domínio esse que ocupa 23% do território brasileiro, tem relevante papel na estocagem do carbono e servirá para o entendimento das diferentes estratégias de crescimento de plantas, de acordo com a hipótese do trade-off crescimento-sobrevivência. O presente trabalho objetiva (i) compreender as relações entre os traços funcionais vegetativos e reprodutivos como proxies de crescimento e de estoque de carbono acima do solo (AGB). Além disso, (ii) avaliar se essas relações são consistentes com o cálculo direto do AGB; e se (iii) as relações encontradas são congruentes às registradas pela literatura, que é majoritariamente de ecossistemas florestais. O estudo foi realizado em espécies lenhosas recenseadas em 129.600m² de Cerrado sentido restrito distribuídas em 25 áreas nos estados de Tocantins, Goiás e Minas Gerais, Brasil. As métricas máximas e médias de altura e circunferência (Hmax, Hmed, CIRCmax e CIRCmed, respectivamente) das espécies foram diretamente obtidas de 9.002 indivíduos lenhosos de 226 espécies. As espécies tiveram as medidas das características foliares, reprodutivas, tipos de dispersão e densidade da madeira (WD) adquiridas de várias fontes especializadas. As características funcionais registradas foram comprimento e largura de pecíolos, de folhas e de frutos (respectivamente PL, PW, LL, LW, FL e FW), bem como comprimento, largura, espessura e volume da semente (respectivamente SL, SW, ST, SV). O AGB foi adquirido através da equação alométrica pantropical de Chave et al. (2014). Modelos lineares generalizados (GLM) e modelos globais com seleção de modelos foram realizados no ambiente estatístico R. A altura das espécies não foi explicada significativamente pelos traços reprodutivos analisados, mas foi explicada por traços foliares. Cenário contrário ocorre para as métricas de WD e CIRC onde os traços reprodutivos obtiveram mais significância que os vegetativos. A WD foi positivamente relacionada com frutos longos e estreitos e com a dispersão anemocórica, enquanto CIRCmax teve forte relação positiva com maiores sementes e foi o traço vegetativo de crescimento (proxy de AGB) que mais se equiparou com o cálculo do AGB nas relações com os traços vegetativos foliares e reprodutivos. Alguns resultados encontrados reforçam o padrão registrado na literatura nas relações dos traços preditivos e reposta, como a relação dos traços conservativos reprodutivos e o AGB, mas quando as formas de dispersão são analisadas, ocorre o conflito com o trade-off crescimento-sobrevivência já registrados na mesma. Tal estudo irá corroborar com o maior entendimento desse fenômeno, levando em consideração outros fatores que modelam as comunidades lenhosas, como as síndromes de dispersão, para assim compreender de forma mais precisa a relação dos traços das plantas com o sequestro de carbono/crescimento. Palavras-chave: traços funcionais em plantas; altura das plantas; tamanho dos frutos; estratégias ecológicas; síndrome de dispersão.

Carbon dioxide (CO2) is responsible for more than half of the total concentration of greenhouse gases, contributing to global warming and other environmental problems. Thus, understanding the mechanisms of atmospheric decarbonization is crucial to mitigating its impacts, with plants being protagonists in this mitigation. Therefore, the Brazilian Savanna (Cerrado), a domain that occupies 23% of the Brazilian territory, plays an important role in carbon storage and will serve to understand the different plant growth strategies, according to the growth-survival trade-off hypothesis. This work aim to (i) understand the relationships between vegetative and reproductive functional traits with proxies of growth and aboveground carbon stock (AGB). Furthermore, (ii) evaluating these relationships are consistent with the direct calculation of AGB; and whether (iii) the relationships caused are congruent with those recorded in the literature, which are mostly from forest ecosystems. The study was carried out on woody species surveyed in 129. 600m² of Cerrado restricted to 25 areas in the states of Tocantins, Goiás and Minas Gerais, Brazil. The maximum and average height and circumference metrics (Hmax, Hmed, CIRCmax and CIRCmed, respectively) of the species were directly obtained from 9,002 woody individuals from 226 species. The species had measurements of foliar and reproductive characteristics, types of dispersal and wood density (WD) acquired from several specialized sources. The functional characteristics recorded were length and width of petioles, leaves and fruits (respectively PL, PW, LL, LW, FL and FW), length, width, thickness and volume of the seed (respectively SL, SW, ST, SV). Generalized Linear Models (GLM) and global models with model selection were performed in the R statistical environment. Species height was not significantly explained by the analyzed reproductive traits, but was explained by leaf traits. The opposite scenario occurs for the WD and CIRC metrics where reproductive traits were more significant than vegetative traits. WD was positively related to long and narrow fruits and anemochorous dispersion, on the other hand, CIRCmax had a strong positive relationship with larger seeds. Circumference was the vegetative growth trait (AGB proxy) that most closely matched the AGB calculation in relation to foliar and reproductive vegetative traits. Some of the findings reinforce the patterns documented in the literature regarding the relationships between predictive traits and response traits, such as the relationship between conservative reproductive traits and AGB. However, when dispersal forms are analyzed, conflicts arises with the growth-survival trade-off already documented in the literature. This study will contribute to a better understanding of this phenomenon, taking into account other factors that shape woody communities, such as dispersal syndromes, in order to more accurately comprehend the relationship between plant traits and carbon sequestration/growth. Keywords: functional traits in plants; plant height; fruit size; ecological strategies; dispersal syndrome.