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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.11.2018.tde-22032018-154156
Documento
Autor
Nome completo
Alejandro Danilo Venegas González
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2017
Orientador
Banca examinadora
Tommasiello Filho, Mario (Presidente)
Groenendyk, Peter Stoltenborg
Locosselli, Giuliano Maselli
Roig, Fidel Alejandro
Silva, Edson José Vidal da
Título em inglês
Tree growth response to climate change in two threatened South American Biomes: Brazilian Atlantic Forest and Chilean Mediterranean Forest
Palavras-chave em inglês
Climate change
Dendrochronology
Droughts
Hotspot forest
Trees biomass accumulation
Wood density
Resumo em inglês
Biomes classified as Brazilian Atlantic Forest (BAF) and the Chilean Mediterranean forest (CMF) have been affected by anthropic pressure that has caused a considerable decrease of their forest surfasse. However, they are rich in biodiversity and they provide many ecosystem services and were, therefore, classified as "hotspots" (forests in risk). Therefore, is essential to study the natural dynamics and the climatic response of the trees of these forests to include conservation projects and strategic measures. To achieve these objectives, the scientific literature reports that tree growth rings are the only ecological indicators with annual resolution that can be efficient and highly accurate to obtain this information. In this context, the research project has as main objective the retrospective analysis of radial growth of forest species in different vegetation communities of BAF and CMF in response to climatic changes. To achieve this goal, four key questions were elaborated: 1) Which variable explains betterthe variability of radial growth at different spatial and temporal scales? 2) What is the growth resilience to recent climate changes? 3) Is there some more vulnerable population to expected climatic changes?. A total of five sites (seven populations) of Cedrela odorata and C. fissilis in BAF from the State of São Paulo in Brazil, and five sites (10 populations) of Nothofagus macrocarpa (FMC) from the central region of Chile were sampled, using a non-destructive method. Four chapters were developed to answer these questions. Chapter I seek to analyze the resilience in radial growth to changes in regional climate variability and droughts, in temporal and spatial scale, on Atlantic forest remnant forests of biogeographic region Serra do Mar. Results show that radial growth in wet sites (winter rains exceed 240 mm) depend on the moisture conditions in dry season, while the higher population is more sensitive to the favorable summer water condition, which would be explained because this population received a lower temperature than the other Cedrela spp. populations studied. Chapter II analyzed how recent climatic variability affected the radial growth in N. macrocarpa populations. It is observed that all the populations are closely linked to the precipitations of May-November (end of autumn/end of spring) and average temperature of October-December (mid-spring/early summer). In Chapter III, we continued exploring the growth responses to climate in the FMC populations in order to find biogeographic differences. In this sense, we evaluated if this significant decrease in tree growth is differentiated between populations and age classes, and determine if the positive effect of CO2 fertilization compensates the precipitation decrease and temperature increase in the last decades in the growth of older, maturer and younger trees . Results show a significant negative trend in all classes from the year 2000, which would be associated to a decrease in precipitation in all populations while temperature was more associated with the northern and southern populations (distribution limit). We did not find a positive effect of rising CO2. Finally, chapter IV integrated the results of the two biomes comparing the projections of aboveground trees biomass under two climatic scenarios of CMIP5 project (light and severe), in order to know which populations are more vulnerable to rising temperature forecasted by year 2100, using ring width data, wood density and allometric equations. This study will provide an overview of adaptation to recent and projected climatic changes of two hotspot neotropical biomes. Although they are different in structure-biodiversity-climate are in risk. Thus, we can understand the vulnerability of threatened forests in South America to global warming that, although they are in protected areas, does not guarantee their persistence.
Título em português
Resposta do crescimento das árvores às mudanças climáticas em dois biomas sul-americanos ameaçados: Mata Atlântica Brasileira e Floresta Mediterrânea Chilena
Palavras-chave em português
Acumulação de biomassa arborea
Dendrocronologia
Densidade da madeira
Floresta hotspot
Mudanças climáticas
Secas
Resumo em português
Os biomas classificados como Mata Atlancia Brasileira (MAB) e da Floresta Mediterrânea Chilena (FMC) têm sido afetados pela pressão antrópica que tem causado uma diminuição considerável de sua superfície florestal. No entanto são ricas em biodiversidade e providenciam muitos serviços ecossistêmicos, pelo que foram classificadas como hotspot (florestas em risco). Portanto, é fundamental estudar a dinâmica natural e a resposta climática das árvores dessas florestas para incluir em projetos de conservação. Para atingir esses objetivos, a literatura científica reporta que os anéis de crescimento das árvores são os únicos indicadores ecológicos com resolução anual que podem ser eficientes e de elevada precisão para obter essas informações. Neste contexto, o projeto de pesquisa tem como objetivo geral a analise retrospectivo de crescimento radial de espécies florestais em diferentes comunidades vegetacionais da MAB e FMC em resposta às mudanças climaticas. Para atingir esse objetivo foram elaboradas quatro perguntas-chave: 1) Que variable explica melhor a variabilidade do crescimento radial a diferentes escalas espaciais e temporais? 2) Qual é a resiliência em crescimento das árvores às mudanças climáticas recentes? 3) Há alguma população mais vulnerável respeito às mudanças climaticas esperadas?. Foram coletadas amostras de lenho, através de método não destrutivo, de cinco sitios (sete populações) de Cedrela odorata e C. fissilis na MAB no estado de São Paulo em Brasil, e cinco sitios (10 populações) de Nothofagus macrocarpa na FMC na região central do Chile, para aplicação de tecnicas dendrocronologicas. Para responder essas questões foram desenvolvidos quatro capitulos. O capitulo I busca analisar a resiliência em crescimento radial às mudanças na variabilidade climática regional e secas, em escala temporal e espacial, em florestas remanentes da região biogeográfica Serra do Mar da Mata Atlântica, usando as especies bioindicadoras Cedrela fissilis and C. odorata. Os resultados mostram que o crescimento radial dos sítios mais úmidos (chuvas no inverno superam os 240 mm) dependem das condições hidricas da estação seca, enquanto que a população mais alta é mais sensível à condição hídrica favorável do verão, qual seria explicado porque essa população recebi uma menor temperatura respeito às outras populações de cedrela estudadas. No capitulo II analisou-se como a variabilidade climática recente estaria afeitando o crescimento radial in N. macrocarpa populations. Observa-se que todas as populações estão estreitamente ligadas às precipitações de Maio-Novembro (fim de outono/fim de primaveira) e temperatura média de Outubro-Dezembro (mediados de primaveira/inicios do verão). Especificamente, há uma tendencia negativa significativa no crescimento radial apartir de 1980 que esta associada a uma variação do clima regional. No capitulo III, continuo-se explorando as respostas do crescimento radial ao clima nas populações da FMC com objetivo de encontrar diferencias biogeográficas. Neste sentido, foi avaliado se essa diminuição significativa de crescimento é diferenciada entre populações e classes de idade, e analisar se o efeito positivo da fertilização de CO2 compensa a diminuição da precipitação e aumento da temperatura nas ultimas decadas no crescimento de árvores velhos, maduros e jovens. Os resultados mostram uma tendencia negativa significativa em todas as clases apartir do ano 2000, qual estaria associada a diminuição da precipitação em todas as populações enquanto a temperatura teve mais associada às populações do sul. Não foi encontrado um efeito positivo do aumento de CO2. Finalmente, o capitulo IV integrou os resultados dos dois biomas comparando as proyeções de biomasa arborea sob dois escenarios climáticos do projeto CMIP5 (leve e severo), com objetivo de conocer quais populações são mais vulneraveis ao aumento da temperature previsto para o ano 2100, usando crescimento radial, densidade de madeira e ecuações alométricas. Os resultados mostram que a população com maior influencia urbana e a mais seca são as mais vulneráveis ao aumento exarcerbado de temperatura nas regiões de MAB and FMC, respectivamente. O presente estudo permitiu-nos apresentar uma visão da adaptação às mudanças climáticas recentes e projetadas de dois biomas hotspot. Embora sejam diferentes em estrutura-biodiversidade-clima estão em risco. Assim, podemos entender a vulnerabilidade de florestas neotropicais ao aquecimento global, embora estejam em áreas protegidas, não garante sua persistência.
 
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Data de Publicação
2018-04-16
 
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