Efeito do CO2 na eficiência quântica do eucalipto e sua utilização na modelagem de seu crescimento pelo 3-PG

Abstract

Nas últimas décadas tem sido crescente a preocupação mundial quanto às mudanças no clima devido ao aumento de emissão global de gases de efeito-estufa, principalmente o dióxido de carbono (CO2). Sabe-se, por experimentação, que as plantas reagem a aumentos na concentração de CO2 crescendo mais e demandando menos água. Da mesma forma, sabe-se também que as mudanças climáticas serão condições ambientais resultantes de modificações na frequência e intensidade dos processos de clima e, consequentemente, de tempo. Diante de um potencial de novo sistema climático com agravamento de eventos extremos, o objetivo deste trabalho consistiu em analisar o comportamento das variações das trocas gasosas em plantios clonal jovem e adulto de eucalipto, sob elevadas concentrações de CO2 (570 e 760 μmol mol-1); estimar a eficiência quântica (α) do dossel; e simular a produtividade do eucalipto, por meio do modelo de crescimento 3-PG, baseada em cenários climáticos de mudanças previstas. As maiores taxas fotossintéticas foram registradas em plantio jovem de eucalipto, quando ocorreram aumentos na concentração de CO2 no inverno, com uma diferença de até 30% em comparação com o plantio adulto. Houve redução na condutância estomática e na transpiração nas altas concentrações de CO2. A resposta dos estômatos (redução) ao aumento da concentração intercelular (Ci) de CO2, seguido do aumento da fotossíntese e redução da transpiração (E), favoreceu a eficiência instantânea da transpiração. Os resultados de α apresentaram aumento de 17% no plantio jovem e 27% no plantio adulto sob elevada concentração de CO2, comparado à concentração-controle (~380 μmol mol-1). A eficiência quântica teve variação relativamente pequena entre o inverno e o verão. Na simulação da redução da respiração no plantio florestal, o incremento médio anual (IMA, m3 ha-1 ano-1) apresentou tendência de aumento, e nisso o IMA apresentou tendência de redução. Sobre a transpiração, a variação no uso eficiente do carbono não promoveu grandes diferenças. Na maioria dos cenários futuros, a transpiração manteve-se abaixo da transpiração-controle, sendo esse comportamento esperado, em que o aumento da concentração intercelular de CO2 provocou redução na transpiração. O modelo de crescimento florestal foi coerente na estimativa da produtividade de plantios de eucalipto, em cenários de mudanças climáticas.

The world concern regarding to climate changes due to global emission of greenhouse-effect gases, especially carbon dioxide (CO2) has increased in the last few decades. It is known, through experimentation, that plants react to increases in CO2 concentration by growing more and requiring less water. Similarly, it is also known that climate changes will be environment conditions resulting from modification in frequency and intensity of climate process, and therefore of time processes. By facing a potential new climate system with aggravation of extreme events, the objective of this study was to analyze the behavior of variations of gas exchanges in young and adult eucalyptus clonal plantations under high concentrations of CO2 (570 and 760 μmol mol-1); to estimate Quantum efficiency of the canopy; and to simulate eucalyptus production by 3-PG growth mode, based in climate scenarios of predicted changes. The highest photosynthetic rates were recorded in young eucalyptus plantation, when concentrations of CO2 increased in the winter, with a difference of up to 30% in comparison to adult plantation. Stomatal conductance and transpiration were reduced at high CO2 concentrations. Stomatal response (reduction) to the increase of CO2intercellular concentration (Ci) followed by increase of photosynthesis and reduction of transpiration (E),favored transpiration instantaneous efficiency. Results of α presented an increase of 17% in the young plantation and 27% in the adult plantation under high CO2 concentration, compared to control-concentration (~380 μmol mol-1). Quantum efficiency presented a relatively small variation from winter to summer. In the simulation of respiration reduction in the forest plantation, annual average increment (AAI, m3 ha-1 year-1) presented an increase trend, that is why AAI presented a reduction trend. Concerning transpiration, variation in the carbon efficient use did not cause great differences. Transpiration was kept below control- transpiration in most scenarios, which was expected, in which the increase in intercellular concentration of CO2 reduced transpiration. The model of forest growth was in agreement with estimation of eucalyptus plantation productivity in scenarios of climate changes.