Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10451/2349
Título: Effects of Pinus pinaster in the phenological development and ecophysiology performance of Acacia longifolia under different climatic conditions
Autor: Fernandes, Patrícia Alexandra Tinoco, 1986-
Orientador: Correia, Otília da Conceição Alves, 1953-
Máguas, Cristina, 1962-
Palavras-chave: Fisiologia vegetal
Espécies exóticas
Acácia
Pinheiro
Teses de mestrado - 2010
Data de Defesa: 2010
Resumo: The habitat invasions by exotic invasive species have been one of the most important threats to ecosystem biodiversity and may be considered one of the most important effects of global change. These species attain a high density and they change ecosystem composition, structure and function, which lead to a strong environmental impact, such as native species extinction and habitat homogenization. One of the most important challenges is to evaluate the competitive capacity of invasive spp and the use and capture of natural resources. Dune ecosystems are characterized by a high diversity of native plants species. However, the conservation of Portuguese coastal ecosystems is seriously threats by considerable spread of several invasive species, namely Acacia longifolia. Therefore, it is important to understand which environmental conditions enhance A. longifolia invisibility. In the present study, phenological and ecophysiological measurements in Acacia longifolia trees were performed at Osso da baleia (north location) and in the Pinheiro da Cruz (Southern location). In addition were also tested the effect of the Pinus pinaster overstory in A. longofolia physiological performance. Ecophysiological results show that under stressful climatic conditions, namely lower water availability, A. longifolia displayed limited carbon assimilation and inhibition effect on stomatal conductance; demonstrating that the carbon balance and water fluxes of A. longifolia was affected by water stress. Furthermore, A. longifolia in the presence of P. pinaster overstory is more sensitive to drought, exhibiting lower carbon gain, lower stomatal conductance and lower leaf water potential values. Finally, this study suggests that northern climatic conditions (more mesic conditions) might be more stressful for A. longifolia, displaying higher reproductive cost than in the south, due to an increase in competition with the P. pinaster plantation. In addition, higher air temperatures and irradiance may lead to an earlier display of phenological phases in the Southern than in the Northern plants.
A invasão de habitats por espécies exóticas tem sido uma das principais ameaças à biodiversidade dos ecossistemas e considerada como um dos principais factores de mudança global. Estas espécies atingem elevadas densidades populacionais no meio que invadem provocando alterações a nível da composição, estrutura e processos do ecossistema. Assim, estas mudanças nas características do meio podem levar à extinção de espécies nativas o que contribuí para a uniformização dos habitats. É a grande capacidade de competição por recursos naturais que leva ao sucesso destas espécies. Em regiões de clima Mediterrânico, incluindo Portugal, espécies do género Acacia têm invadido com sucesso ecossistemas pobres em nutrientes. Nomeadamente, nos sistemas dunares Portugueses, Acacia longifolia tem sido uma das espécies invasoras mais agressivas e com impactes significativos na biodiversidade de espécies nativas. O sucesso destas espécies deve-se à capacidade de fixarem azoto da atmosfera, à produção prolífera de sementes e com elevada longevidade no solo, a ausência de inimigos naturais, rápido crescimento e ainda pelo facto da sua germinação ser estimulada pelo fogo. Além disso, A. longifolia apresenta uma elevada capacidade fotossintética, um elevado consumo de recursos e consegue manter uma elevada taxa de consumo de água. Face a esta problemática, o presente estudo tem como principal objectivo aumentar o conhecimento acerca da biologia desta espécie e dos possíveis factores que poderão influenciar o seu desempenho. Para tal, foram realizados estudos fenológicos e ecofisiológicos em Acacia longifolia, abordando o papel das variações climáticas e ainda do efeito da presença de Pinus pinaster na performance desta espécie. O carácter inovador deste estudo resulta da avaliação do investimento quer a nível reprodutor quer a nível vegetativo da Acacia longifolia e a avaliação da sua performance fisiológica em ecossistemas dunares localizados a norte (Osso da Baleia) e a sul de Portugal (Pinheiro da Cruz), permitindo comparar a resposta desta espécie a diferentes condições climáticas e a diferentes densidades de plantações de pinheiro bravo (Pinus pinaster). Através da realização de medições fisiológicas em A. longifolia na presença e na ausência de P. pinaster, foi possível compreender que tipo de alterações ocorrem em A. longifolia, em consequência da diminuição da radiação incidente pela cobertura do pinheiro, bem como a diminuição da disponibilidade hídrica quando na presença de P. pinaster, em resultado da maior competição para esse recurso. A presente tese é composta por quatro capítulos, dois dos quais estão em forma de publicação, de forma a responder directamente aos objectivos propostos. Estes artigos são precedidos por um primeiro capítulo que corresponde a uma introdução geral, e sucedidos por um capítulo que integra as considerações finais deste presente trabalho. Na introdução geral, capítulo 1, é abordada a problemática das invasões biológicas, com especial atenção para o género Acacia. É indicado, também, as características biológicas e funcionais da Acacia spp. É referida a importância dos sistemas dunares e o impacte da Acacia longifolia nestes sistemas em Portugal e ainda a ocorrência desta espécie nas plantações de Pinus pinaster. Os objectivos específicos e a importância do presente estudo são também indicados. Numa primeira fase deste trabalho, capítulo 2, procurou-se avaliar o impacto da presença do pinheiro-bravo, Pinus pinaster, outra espécie abundante nos locais de estudo, na performance da A. longifolia. Para tal, utilizaram-se dois locais de estudo, ambos em zonas de plantações de Pinus pinaster, Osso da Baleia (mais a norte de Portugal) com um clima mais mésico e Pinheiro da Cruz (sul de Portugal) com um clima mais xérico. Uma terceira área de estudo foi estabelecida numa zona sem plantação de P. Pinaster, na localidade de Osso da Baleia. Foram realizadas, em cada área de estudo, medições de potencial hídrico e de trocas gasosas nas A. longifolia seleccionadas. Com o objectivo de estudar o comportamento sazonal, todas as medições referidas foram realizadas em Março, Junho e Julho. Foram também realizadas análises isotópicas nas folhas recolhidas em Junho. Não foram encontradas diferenças nos potenciais hídricos entre as plantas a norte e a sul. No entanto, na ausência de P. pinaster a A. longifolia apresentou valores significativamente mais baixos de potencial hídrico do que na presença de P. pinaster. Em todos os locais verificou-se um acentuado declínio no potencial hídrico no mês de Julho. Foi também nesta altura que se registaram os valores mais baixos de assimilação de carbono e de condutância estomática na A. longifolia. O aumento na radiação, temperatura e VPD assim como aumento de stress hídrico poderão ser responsáveis pela diminuição nestes parâmetros fisiológicos. Assim, as variações entre estes factores climáticos podem afectar a magnitude das trocas gasosas da A. longifolia. Este estudo mostrou ainda que o pinheiro pode afectar significativamente o desempenho fisiológico da A. longifolia, sendo registados valores mais baixos de assimilação de carbono e ainda uma tendência para valores mais enriquecidos na δ13C das folhas analisadas. Estes resultados poderão estar relacionados com a diminuição da radiação incidente provocada pela cobertura florestal de P. pinaster e ainda com o agravamento do stress hídrico devido à maior competição pela água, em comparação com o local sem cobertura florestal. A segunda fase deste trabalho, capítulo 3, consistiu na monitorização fenológica da Acacia longifolia durante o seu período de maior actividade. Tendo em conta a importância dos factores climáticos na ocorrência das diferentes fases fenológicas, o objectivo deste estudo consistiu em perceber de que forma as condições climáticas podem influenciar o investimento vegetativo e reprodutivo da A. longifolia. Deste modo, foram estabelecidos dois locais de estudo, um a norte de Portugal (Osso da Baleia) e outro a sul de Portugal (Pinheiro da Cruz). Foram seleccionadas oito plantas em cada local e a monitorização fenológica realizou-se através da medição do comprimento de ramos e pela contagem de folhas, flores e frutos em três ramos marcados por árvore. Estas observações foram realizadas durante seis meses, de Março a Julho de 2010. Os resultados sugerem que temperaturas mais elevadas e maiores radiações registadas em Pinheiro da Cruz (sul) podem ser responsáveis pela ocorrência das fenofases mais cedo a sul do que a norte, com aproximadamente 20 a 30 dias de diferença entre os locais. Foram ainda encontradas diferenças significativas no investimento vegetativo e na produção de flores e frutos entre os dois locais. Este estudo sugere que as condições climáticas a norte poderão ser mais stressantes para a A. longifolia, uma vez que neste local esta espécie apresenta um maior custo reprodutor a norte, ou seja há uma maior proporção de energia e matéria orgânica canalizada para a produção de frutos e não para o crescimento vegetativo, comparativamente com a situação registada a sul. No capítulo 4, são evidenciadas as perguntas que permaneceram em aberto após este estudo e a importância dos estudos ecofisiologicos e fenologicos na investigação do comportamento de espécies invasoras. No contexto da biologia da conservação, este estudo proporcionou um maior conhecimento a nível ecofisiológico e fenológico desta espécie invasora, contribuindo para uma melhor interpretação da importância das variáveis ambientais, como a disponibilidade de recursos, a competição e a variação climática, na sua capacidade fotossintética e ainda no investimento reprodutivo e vegetativo. A continuação deste tipo de estudos é fundamental para um real conhecimento da plasticidade fenotipica desta espécie e para compreender o comportamento invasor de A. longifolia em Portugal, permitindo assim uma gestão mais eficaz dos ecossistemas invadidos.
Descrição: Tese de mestrado. Biologia (Biologia da Conservação). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2010
URI: http://hdl.handle.net/10451/2349
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