Integrando experimento FACE e modelo de vegetação para explorar os efeitos do aumento de CO2 na fenologia de florestas tropicais

• Processo: 24/02277-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2026
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Ecologia - Ecologia de Ecossistemas
• Acordo de Cooperação: CNPq
• Pesquisador responsável: Tomas Ferreira Domingues
• Beneficiário: Tomas Ferreira Domingues
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/07735-5 - O impacto da variabilidade climática e dos extremos climáticos na fenologia vegetal e suas implicações na biodiversidade, AP.PFPMCG.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/16357-0 - Integração do experimento FACE e do modelo de vegetação para desvendar os efeitos do aumento de CO2 na fenologia das florestas tropicais, BP.JD
• Assunto(s): Ecologia funcional Mudança climática Dióxido de carbono Florestas tropicais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Elevated CO2 impacts | Free Air CO2 Enrichment (FACE) Experiments | Functional ecology | Model-data integration | Tropical forest phenology | Vegetation model | Ecologia global e mudanças climáticas

Resumo

A compreensão de como estratégias fenológicas, especialmente aquelas vinculadas ao uso da água, influenciam a resposta de plantas e ecossistemas ao aumento de CO2 (eCO2) permanece sendo tema crucial de pesquisa e com diversas lacunas de conhecimento. Além disso, a avaliação de como a coordenação entre fenologia e atributos funcionais poderia restringir a ocorrência de diversos padrões fenológicos e modular essas respostas ainda está por ser avaliada. Para abordar essas questões, propomos, pela primeira vez na floresta amazônica, uma integração entre dados e modelos envolvendo um experimento FACE (Free Air Co2 Enrichment), o AmazonFACE, e o modelo de vegetação baseado em indivíduos TROLL.Com o TROLL, simularemos o funcionamento do ecossistema nas parcelas do AmazonFACE, calibrando o modelo com dados climáticos e de atributos funcionais coletados em uma fase pré-experimental. Avaliaremos o desempenho do modelo na representação da estrutura da vegetação, ciclos de carbono e água usando técnicas estatísticas goodness-of-fit. Avaliaremos também, por meio de análises da distribuição de atributos e posicionamento dentro do espaço funcional, a capacidade do modelo de representar estratégias fenológicas observadas (sempreverde, semidecídua e decídua) e a diversidade de atributos funcionais ligadas à fenologia (por exemplo, brotação de folhas, longevidade e senescência) e sua coordenação com outras atributos essenciais ligadas ao espectro econômico da planta (por exemplo, taxas de incremento de diâmetro do caule, densidade da madeira, N e P foliar, condutância estomática e capacidade fotossintética).Um experimento virtual com o modelo será conduzido para simular a aplicação de níveis elevados de CO2 (+200 ppmv), espelhando o alvo do AmazonFACE. Com este experimento, temos como objetivo investigar se o eCO2 induz mudanças na ocupação do espaço funcional, alterando a ocorrência de estratégias fenológicas e sua coordenação com outros atributos. Também realizaremos simulações incorporando níveis variados de diversidade fenológica ajustando a ocupação de espaços funcionais para representar diferentes estratégias fenológicas. Isso nos permitirá avaliar o impacto dessas variações no funcionamento do ecossistema (ciclos de carbono e água) sob condições climáticas regulares e com concentração de CO2 elevada. Esta abordagem integrada possui um potencial substancial para avançar na nossa compreensão de como os ecossistemas tropicais respondem ao eCO2, contribuindo para previsões mais precisas dos impactos das mudanças climáticas na biodiversidade e na capacidade da Amazônia de fornecer processos e funções cruciais. (AU)