Fluxos e alocação de carbono de cinco genótipos de Pinus taeda com diferentes ideótipos de copa

Abstract

O crescimento das florestas plantadas pode ser descrito em função da oferta de recursos do ecossistema onde estão estabelecidas, da proporção desses recursos que as árvores podem realmente absorver, da eficiência com a qual são usados na conversão do CO₂ da atmosfera em biomassa (Produção Primária Bruta ou GPP) e da posterior alocação de carbono para os diferentes compartimentos da floresta (folhas, galhos, troncos e raízes). No entanto, os padrões nos fluxos de carbono e partição para os diferentes componentes da árvore podem ser diferentes entre variedades de uma mesma espécie, dependendo do material genético e do manejo silvicultural. O presente estudo objetivou a avaliação da produção Primária Líquida Acima do Solo (ANPP, produção de troncos, folhas e galhos), da respiração autotrófica da parte aérea (Ra) e do Fluxo Total de Carbono Abaixo do Solo (TBCF, produção de raízes e respiração heterotrófica), a fim de conhecer e comparar os padrões de partição da produtividade primária bruta destinada para cada um desses componentes. A avaliação foi realizada em cinco genótipos de Pinus taeda com ideótipos de copa contrastantes (copa ampla, meia, estreita e uma sem padrão definido) aos sete anos de idade numa plantação localizada em Rio Negrinho - SC, Brasil. Os resultados indicaram que quanto menor a amplitude da copa, maior o valor para GPP, apresentando diferença significativa entre as amplitudes mais contrastantes, variando de 43,3 Mg C m-² ano-¹ a 55,5 Mg C m-² ano-¹. O estoque de carbono apresentou diferença estatística entre os genótipos aos 7,2 anos de idade, porém ao longo do ano avaliado os fluxos de carbono não apresentaram diferenças significativas de partição, mostrando que as disparidades na alocação de carbono entre os materiais genéticos são resultante dos primeiros anos de desenvolvimento e que aos sete anos de idade a competição entre as árvores no espaçamento avaliado é elevada o suficiente, fazendo que a distribuição do carbono não apresentara diferença significativa, mesmo com as distintas estruturas de copa. A produtividade primária líquida de madeira (WNPP) teve relação positiva com a GPP, embora as maiores alocações de carbono no tronco + casca foram encontradas nos genótipos que apresentaram as maiores porcentagens de partição para ANPP:GPP e não necessariamente no genótipo com a maior GPP. O TBCF foi o componente que teve o maior fluxo de carbono em todos os genótipos, com média de distribuição de 44% para TBCF:GPP, seguido pela respiração aérea (30%) e finalmente a ANPP (26%). As perdas por respiração do ecossistema (autotrófica e heterotrófica) marcaram um intervalo de 75% a 80% do total de carbono capturado nos processos de fotossíntese. Todos os genótipos atuaram como drenos de carbono da atmosfera (NEP positiva), sem apresentar diferença significativa entre as suas médias, com variação de 8,6 Mg C m-² ano-¹ a 12,2 Mg C m-² ano-¹. Concluindo que os diferentes ideótipos de copa afetam os estoques de carbono, assim com a GPP, e que à medida que a Produtividade Primária Líquida aumenta há uma tendência de elevação na produção de madeira.

The growth of planted forests can be described according to the supply of ecosystem resources where they are established, the proportion of these resources that trees can actually absorb, the efficiency with which they are used to convert CO2 from the atmosphere into biomass (Gross Primary Production or GPP) and the subsequent allocation of carbon to the different components of the forest (leaves, branches, stems and roots). However, patterns of carbon fluxes and partitioning to different components can significantly vary among varieties of the same species, depending on genetic material and silvicultural management. Therefore, the present study aimed to measure over one year the Aboveground Net Primary Production or ANPP (production of stems, leaves and branches), Ra (Autotrophic respiration) and Total Belowground Carbon Flux or TBCF (root production and heterotrophic respiration) in order to know and compare the percentages in the GPP partition that was assigned to each of these components. The evaluation was conducted in five genotypes of Pinus taeda with contrasting canopy ideotypes (wide, half, narrow crown and one without pattern) on 7-year-old plantation located in Rio Negrinho - SC in southern Brazil. The results indicated that the smaller the canopy amplitude, the greater the value for GPP, presenting a significant difference between the most contrasting amplitudes, varying from 43.3 Mg C m- ² yr - ¹ to 55.5 Mg C m- ² yr - ¹. The carbon storage at the seventh year of growing showed a statistical difference between the genotypes, however, throughout the assessment year, the carbon fluxes did not present significant partition differences, showing that these variances in carbon allocation among genetic materials are the result of the first years of development, thus at the age of seven, the competition among trees in the evaluated spacing is high enough making the carbon distribution not present significant difference, even with the different canopy structures. The Wood Net Primary production (WNPP) had a positive relationship with the GPP, although the highest carbon allocations in stem + bark were found in the genotypes that had the highest partition percentages for ANPP:GPP and not necessarily in the genotype with the highest GPP. TBCF was the component that had the highest carbon flux in all genotypes, with an average distribution of 44% for TBCF:GPP, followed by areal respiration (30%) and ANPP (26%). Ecosystem Respiration losses (autotrophic and heterotrophic) marked a range of 75% to 80% of the total carbon captured in photosynthesis processes. All genotypes acted as carbon drains from the atmosphere (positive NEP), with no significant difference between their averages, ranging from 8.6 Mg C m- ² yr - ¹ to 12.2 Mg C m- ² yr - ¹. Concluding that the different canopy ideotypes affect the carbon stocks, as well as the GPP; finally, as the Net Primary Productivity increases there is an upward trend in wood production.