Vulnerabilidade à seca de florestas na borda sul da Amazônia

Abstract

A borda sul da Amazônia, uma região de transição entre os biomas Amazônia e Cerrado no estado do Mato Grosso, enfrenta condições climáticas extremas devido ao aquecimento climático, que tem provocado um aumento da duração e intensidade da estação seca e temperaturas crescentes. Estas condições aumentam o estresse hídrico para as árvores aumentando o risco de falha hidráulica, quando o transporte de água pelo xilema é interrompido, ocasionando a mortalidade de árvores que ocorrem em florestas desta região. Este estudo teve como objetivo avançar na compreensão da vulnerabilidade à seca das florestas na borda sul da Amazônia, ampliando a amostragem de florestas nessa região e considerando o efeito da fertilidade do solo nas estratégias hidráulicas de espécies arbóreas. A tese está estruturada em dois capítulos, que tem como foco principal, atributos hidráulicos críticos que afetam a vulnerabilidade à seca, ou seja, o potencial hídrico que provoca uma perda de 50% de (Ψ50) e 88% (Ψ88) da condutividade hidráulica do xilema, potencial hídrico foliar medido ao longo do dia no período de seca (Ψleaf), margem de segurança hidráulica (HSM50), diferença entre Ψ50 e o menor valor de Ψleaf medido na estação seca (Ψdry) para cada indivíduo e densidade da madeira (WDbranch) em ramos da copa de espécies arbóreas representativas destas florestas. No primeiro capítulo, testamos se árvores que ocorrem em solos com maior disponibilidade de nutrientes têm margens de segurança hidráulica mais estreitas do que aquelas que ocorrem em solos menos férteis. Para tanto, comparamos métricas hidráulicas, concentração de macro e micronutrientes nas folhas e atributos anatômicos de ramos coletados de árvores em duas florestas adjacentes que ocorrem sob condições de fertilidade de solo contrastantes, uma caracterizada como Terra Preta da Amazônia, rica em nutrientes (ADE), e outra caracterizada como latossolo vermelho-amarelo, pobre em nutrientes (NDE). Não foram identificadas diferenças na anatomia do lenho entre os dois tipos de floresta, contudo, as árvores em solos ADE apresentaram concentrações mais elevadas de P, Ca e Mg nas folhas. Além disso, árvores em solos ADE exibiram menores valores de HSM50 e Ψleaf mais negativos, indicando uma estratégia de menor segurança hidráulica, especialmente para espécies que ocorrem em ambos os tipos de solos. No entanto, espécies exclusivas de ADE mantiveram maior HSM50, o que confere um risco menor de ocorrer falha hidráulica, além de indicar estratégias funcionais distintas entre espécies que foram encontradas nos dois tipos de floresta e espécies que não coocorrem, ou seja, estão presentes em apenas um dos tipos de floresta. No segundo capítulo, medimos Ψdry, Ψ50 e HSM50 de árvores de quatro florestas na borda sul da Amazônia para testar a hipótese de que as condições climáticas predominantes nesta região estão forçando as árvores a operar perto ou além de seu limite hidráulico. Também compilamos dados sobre Ψdry, Ψ50 e HSM50 de outras 10 florestas distribuídas pela Amazônia para analisar as relações entre essas métricas e o déficit hídrico acumulado máximo (MCWD). Observamos maior resistência hidráulica nas florestas do sul da Amazônia expresso por valores de Ψ50 mais negativos, mas com HSM50 variando de positivo a negativo indicando diferenças na sensibilidade a seca entre florestas da borda sul da Amazônia. Ao integrar os nossos dados das quatro florestas da borda sul da Amazônia, com os obtidos em 10 florestas distribuídas ao longo da região amazônica, encontramos relação positiva do Ψ50 e Ψdry com MCWD, em nível de comunidade, com estas métricas hidráulicas ponderados pela área basal das espécies que foram medidas. Contudo, ao examinar as relações entre as métricas hidráulicas em nível do conjunto de espécies, utilizando os valores médios obtidos para cada espécie em cada floresta, observamos coordenação entre Ψ50 e Ψdry apenas para região de MCWD intermediário, mas não nos extremos seco e úmido, sugerindo pressões seletivas divergentes entre as regiões. Neste estudo, demonstramos a influência da fertilidade do solo nas estratégias hidráulicas de árvores da borda sul da Amazônia, mostrando através de um experimento natural, o eixo de variação de HSM50 em relação a disponibilidade de nutrientes do solo. Os resultados obtidos também fornecem evidências de que embora as condições climáticas prevalecentes na borda sul da Amazônia tenham contribuído para selecionar espécies arbóreas com alta resistência hidráulica, elas não são igualmente seguras em termos de HSM50. Contudo, em nível do bioma Amazônico, em um gradiente amplo de variação de MCWD, não foi possível detectar uma relação significativa entre HSM e MCWD e só encontramos evidências de coordenação hidráulica para as espécies arbóreas que ocorreram na região de MCWD intermediário.