SoBio Workshop

Resistência e resiliência de espécies frente a mudanças climáticas

Marina Scalon

Temáticas abordadas

Mudanças climáticas e Eventos extremos
Respostas esperadas das plantas
Métodos para acessar a resistência e resiliência de plantas

Mudanças climáticas no contexto do Sul da Mata Atlântica

Aquecimento (2-6°C até 2100)
Provável aumento de precipitação anual

Projeção da precipitação e da temperatura RCP8.5

Eventos extremos
- Frentes frias, ondas de calor, eventos de seca
  - Alterações na Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS)
    - El Niño
    - La Niña

Eventos de seca

Integrated Drought Index 2011-2019 calculado por Cunha et al. 2019

Porcentagem de municípios declarando emergência ou calamidade pública devido a seca no Brasil entre 2009-2015

Ondas de calor

Temperatura máxima (a), anomalias de precipitação (b) e IDI (c) de Set-Nov 2020

Ondas de frio

Anomalia na temperatura mínima (A,B), e máxima (D,E) em 2021

Consequências para vegetação

Maiores mudanças florísticas desde último máximo glacial
Redução da área de distribuição para maioria das espécies
Homogenização da flora arbórea
Extinção e turnover de espécies

Mas pouco se sabe como as plantas lidam fisiologicamente com esses eventos extremos e anomalias climáticas…

Atributos de resposta para medir resistência e resiliência

Uso de atributos funcionais: a seleção natural de organismos que compõem uma comunidade ocorre de acordo com sua FUNÇÃO
Atributos de efeito: determinam como uma espécie influencia as propriedades do ecossistema
Atributos de resposta: determinam como uma espécie responde à mudanças bióticas e abióticas

Atributos associados a possíveis distúrbios
- Deficit hídrico
  - Margem de segurança Hiráulica (HSM)
  - Vulnerabilidade do xilema a embolismo (P88, P50)
- Ondas de calor (e frio)
  - Tolerância fotossintética a calor (PHT ou termotolerência)
  - Margem de segurança térmica (TSM)
  - Temperatura crítica (Tcrit) e T50

Respostas ao deficit hídrico

Falha hidráulica: ruptura da coluna de água causada por demanda evaporativa da atmosfera mais alta que o suprimento de água.
Cavitação (ar dentro do xilema) e Embolismo (bloqueio do vaso causado por bolhas de ar)

Falha hidráulica

Curvas de vulnerabilidade do xilema

Métricas:
- P50 e P88: potenciais do xilema onde 50% e 88% da condutividade é perdida, respectivamente
- Margem de segurança hidráulica (HSM50 e HSM88): P50 e P88 em relação ao potencial mínimo atingido durante o mês mais seco.

Exemplos de curvas de vulnerabilidade

Método pneumático para medir curvas de cavitação

Metodologia acessível desenvolvida por Pereira et al. (2016)

Respostas a temperaturas extremas

Danos ao aparato fotossintético: PSII especialmente sensível
Rubisco desativa em altas temperaturas
Desbalanço do fluxo de elétrons: maior emissão de fluorescência da clorofila

T50: Temperatura em que a função do PSII é reduzida a 50%
T95: Temperatura em que a função do PSII é reduzida a 95%

Variáveis extraídas de curvas de termotolerância

Curvas de termotolerância

TSM (margem de segurança térmica): diferença entre T50 e a temperatura máxima da folha

Comparações enter biomas: SAV, savanna; TRF, tropical rain forest; STF, subtropical broad-leaved forest; TEF, temperate mixed forest

DW: extensão do declínio da curva (T95-T5)

Esquema do rendimento quântico de espécies sensíveis ou tolerantes

Pontos para discussão

Possibilidade de inclusão de características de resistência nos modelos - Dynamic Vegetation Models (Trait/Species-based Models)
Reduzir a escala para abranger especificidades das espécies
Onde medir? Quais espécies? Plântulas?
Termotolerância a geadas
Questão ética da aplicabilidade - seleção das espécies mais resistentes? E as mais sensíveis/ vulneráveis?
Questão ecológica - atributos de respostas devem guiar decisões?