STEM 2: Significado funcional da anatomia da madeira
Promovido pela Universidade de Coimbra, o projeto Stem2 pretende entender o efeito da seca na fisiologia, atividade cambial e formação de madeira do pinheiro bravo, e seu impacto na qualidade da madeira e na produtividade florestal.
Enquadramento
Nas últimas décadas, a região Mediterrânica tem vindo a ser gravemente afetada pelas alterações climáticas, em especial devido ao aumento da ocorrência de eventos climáticos extremos (e.g. seca). Os modelos climáticos atuais projetam um aumento da frequência, duração e intensidade destes eventos, aumentando a importância de estudar a resposta de espécies arbóreas à seca. As árvores estão entre as espécies que não conseguem migrar ou adaptar-se com a rapidez necessária para evitar tais mudanças, devido ao seu ciclo de vida longo, tornando as florestas particularmente sensíveis às alterações climáticas. As mudanças climáticas que são esperadas podem ter diferentes efeitos sobre as florestas, dependendo da geografia e das condições ambientais.
Na região Mediterrânica, a seca pode tornar-se um desafio ainda maior para os ecossistemas florestais, devido ao aquecimento global e ao regime irregular da precipitação (no espaço e no tempo). As secas tornam as florestas mais vulneráveis às doenças e pragas, podendo resultar na mortalidade florestal. A primeira resposta das árvores à seca é o fecho dos estomas, o que provoca um declínio progressivo na absorção de carbono. Esta mudança altera a proporção de carbono alocada aos diferentes processos metabólicos, resultando na diminuição de assimilados disponíveis para processos de baixa prioridade (como crescimento secundário do tronco e reprodução). Assim, a resposta de árvores à seca tem implicações na fisiologia global da árvore, na produção de madeira e na sobrevivência.
Apesar dos recentes avanços na compreensão das estratégias ecológicas da planta, a importância das propriedades da madeira na resposta à seca ainda se encontra por avaliar. Uma maior compreensão da função do dilema é importante para compreender processos ecológicos e biogeoquímicos, visto estas representarem mais de 90% da biomassa dos ecossistemas terrestres. A disponibilidade hídrica tem um forte impacto sobre a fisiologia vegetal e sobrevivência, especialmente em ambientes onde a água é o principal fator limitante, tais como a região Mediterrânica. Determinar os limites fisiológicos de árvores com elevado interesse económico, tais como o pinheiro bravo, e determinar como as diferenças na disponibilidade hídrica são expressas anatomicamente, irá esclarecer os mecanismos de crescimento da árvore e fornecer a base necessária para prever a resposta das florestas às mudanças climáticas futuras.
O Projeto
O estudo da formação da madeira e das características anatómicas dos anéis de crescimento constitui uma abordagem promissora na biologia das árvores e no estudo das alterações climáticas globais. Este projeto é inovador por integrar diferentes disciplinas para estabelecer a ligação entre o clima, a formação de madeira e a fisiologia. Este tipo de abordagem permitirá um melhor conhecimento dos mecanismos envolvidos na regulação da atividade cambial e formação da madeira.
Assim, objetivo central deste projeto é entender o efeito da seca na fisiologia, atividade cambial e formação de madeira do pinheiro bravo, e seu impacto na qualidade da madeira e na produtividade florestal.
A equipa do projeto abordará esta questão manipulando a disponibilidade de água e medindo a resposta anatômica e fisiológica de árvores adultas (no campo) e rebentos (em estufas) do pinheiro bravo. Os rebentos são amplamente usados para extrapolar a resposta de árvores maduras, o que é particularmente comum em estudos de alterações climáticas. Embora os rebentos tenham sido usados para extrapolar a resposta das florestas, também é importante estudar as árvores adultas porque a taxa de muitos processos biológicos muda com o tamanho e a idade da árvore, portanto, sua resposta à disponibilidade de água pode ser diferente.
As reações das árvores à seca são complexas e podem implicar respostas divergentes. Neste contexto, é crucial entender a resposta das espécies mediterrânicas à seca e as interações entre anatomia e fisiologia, especialmente sob o cenário de maior frequência e intensidade de secas que é projetado para a região do Mediterrâneo. A intensidade da seca afetará os traços anatômicos da madeira, arquitetura hidráulica e equilíbrio entre oferta e procura de carbono, refletindo a plasticidade fenotípica das árvores. Para testar isso, a equipa de projeto irá realizar duas experiências separadas de seca, um tratamento de seca a curto e longo prazo para examinar a dinâmica de crescimento, fotossíntese, transpiração, condutância hidráulica e balanço de NSCs (Non-structural carbohydrates).
Resultados Esperados e o Seu Impacto
Os resultados esperados deste projeto de investigação fornecerão uma melhor compreensão de como as árvores respondem a eventos climáticos extremos, o que pode ter implicações significativas na fisiologia das árvores. Este conhecimento é crucial para melhorar a gestão florestal e antecipar novas práticas para manter o valor ecológico e económico das florestas em cenários futuros de mudanças climáticas.
Em Portugal, as florestas representam 1,65% do Produto Interno Bruto, são uma parte fundamental do ciclo hidrológico e representam áreas recreativas. As mudanças climáticas esperadas podem perturbar o equilíbrio ecológico, alterar a distribuição das espécies e causar grandes perdas de produtividade.
Uma maneira de evitar tais perdas é ajustando as políticas de reflorestamento. Mas para isso é necessário entender o impacto das mudanças climáticas sobre o crescimento das árvores para que os planos de gestão de nova floresta podem ser propostos. Até o final do projeto, haverá uma melhor compreensão dos efeitos do stress hídrico nas propriedades da madeira e como as características da traqueia (densidade da madeira) variam com a disponibilidade de água no solo. A densidade da madeira tem não apenas uma importância fisiológica e ecológica, mas também é altamente valorizada na indústria da madeira, sendo um importante parâmetro de qualidade para as indústrias de madeira serrada e papel e celulose.
O Apoio do COMPETE 2020
Trata-se de um projeto promovido pela Universidade de Coimbra e conta com o apoio do COMPETE 2020 no âmbito do Sistema de Apoio à Investigação Cientifica e Tecnológica, envolvendo um investimento elegível de 191 mil euros o que resultou num incentivo FEDER de cerca de 162 mil euros.