Repositório UNIFEI UNIFEI - Campus 1: Itajubá PPG - Programas de Pós Graduação Dissertações
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Tipo: Dissertação
Título: Temperaturas cardinais e modelagem do desenvolvimento inicial de duas espécies florestais sob clima presente e futuro
Autor(es): FAGUNDES, Flávia Fernanda Azevedo
Primeiro Orientador: MARTINS, Fabrina Bolzan
Resumo: Os aumentos da temperatura do ar projetados ao longo do século XXI podem impactar na dinâmica do desenvolvimento inicial das espécies florestais, principalmente daquelas localizadas em hotspots de mudanças climáticas persistentes. Para lidar com tais ameaças é fundamental conhecer os limiares térmicos, avaliar o desenvolvimento em condições de clima presente e identificar os impactos, assim como avaliar a viabilidade financeira para produção de mudas em condições de clima futuro. Esta dissertação objetiva: i) estimar as temperaturas cardinais e o requerimento térmico, para o desenvolvimento inicial de duas espécies florestais nativas brasileiras - Cybistax antisyphilitica (Mart.) Mart. e Platycyamus regnellii Benth - usando dados de múltiplas datas de semeadura, ii) calibrar e avaliar o desempenho de ambos modelos de desenvolvimento – Filocrono (FIL) e Wang e Engel (WE) - em estimar a dinâmica do desenvolvimento inicial de ambas espécies, e, iii) identificar os possíveis impactos dos aumentos projetados da temperatura do ar na duração da fase de muda, e na viabilidade financeira para a produção de mudas das duas espécies florestais em um viveiro florestal. Para atingir os objetivos i e ii foram utilizados dados fenológicos provenientes de experimentos conduzidos ao longo de doze datas de semeadura durante os anos de 2017 e 2018 em Itajubá, Minas Gerais. As três temperaturas cardinais foram estimadas através das metodologias estatísticas apropriadas. Os dois modelos de desenvolvimento – FIL e WE – foram calibrados e avaliados para condições experimentais. Para atender o objetivo iii foram utilizados dados de 13 modelos climáticos do sistema terrestre (MST) do NASA Earth Exchange Global Daily Downscaled Projections (NEX-GDDP) da nova geração do Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6). O modelo de desenvolvimento (FIL ou WE) que apresentou melhor desempenho para as condições experimentais foi alimentado com as saídas dos MSTs simulados para o clima presente (CP, 1995-2014), e projetados para o futuro próximo (FP, 2041-2060) e futuro distante (FD, 2081-2100) em dois cenários de forçantes radiativas (SSP2-4.5 e SSP5-8.5). Além disso, a viabilidade financeira para produção de mudas de ambas espécies foi analisada pelo valor presente líquido dos custos para o CP, FP e FD. A C. antisyphilitica se desenvolve apropriadamente entre as temperaturas de 13 °C, 20 °C e 48,4 °C e P. regnellii entre 13,7 °C, 21,5 °C e 43,4 °C. Para a C. antisyphilitica os modelos FIL e WE foram notavelmente similares na estimativa do número de folhas emitidas ao longo do tempo (NFa) e duração da fase de muda (DFM), com erro de ~3.3 folhas e 25 dias, respectivamente. Por outro lado, o modelo WE foi ligeiramente superior para P. regnellii, com erro inferior a 2,06 folhas (NFa) e 13,1 dias (DFM). Os aumentos projetados da temperatura do ar entre ~ 1,1 °C e ~ 4 °C para Itajubá não deverão inviabilizar a DFM das duas espécies florestais, porém, poderão gerar perdas financeiras em viveiros florestais devido a necessidade de implementação de medidas de adaptação. Semeaduras simuladas entre janeiro a junho poderão ter reduções consideráveis na DFM para ambas espécies florestais (de até 36 dias). Diferentemente, as semeaduras simuladas de julho a dezembro poderão ter pequenos aumentos na DFM (entre 1 a 10 dias). De qualquer forma, será necessário adotar medidas adaptativas para manter a qualidade e vigor das mudas no FP e FD, as quais gerarão aumentos nos custos da produção de mudas de aproximadamente 9% a 137%. Aumentos mais significativos nos custos ocorrerão nos meses de agosto a novembro, exatamente nos quais os aumentos da DFM são projetados.
Abstract: Increases in air temperature projected throughout the 21st century may impact the initial development dynamics of forest species, especially those located in persistent climate change hotspots. To deal with such threats, it is essential to know the thermal thresholds, evaluate development in current climate conditions and identify the climate change impacts, as well as assess the financial viability for seedling production in future climate conditions. This dissertation aims to: i) estimate the cardinal temperatures and the thermal requirements for the initial development of two native Brazilian forest species - Cybistax antisyphilitica (Mart.) Mart. and Platycyamus regnellii Benth - using data from multiple sowing dates, ii) calibrate and evaluate the performance of both developmental models – Philochron (Phyl) and Wang and Engel (WE) - in estimating the initial development dynamics of both species, and , iii) identify the possible impacts of projected increases in air temperature on the seedling phase duration, and financial viability for the production of seedlings of the two forest species in a forest nursery. To achieve i and ii aims, phenological data from experiments conducted over twelve sowing dates during the years 2017 and 2018 in Itajubá, Minas Gerais were used. The three cardinal temperatures were estimated using appropriate statistical methods. The two development models – Phyl and WE – were calibrated and evaluated for experimental conditions. Regarding iii aim, data from 13 Earth System Models (ESM) from the NASA Earth Exchange Global Daily Downscaled Projections (NEX-GDDP), i.e., the new generation from the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) were used. The development model (Phyl or WE) that presented the best performance for the experimental conditions was fed with the ESMs outputs simulated for the current climate (CC, 1995-2014), and projected for the near future (NF, 2041-2060) and far future (FF, 2081-2100) in two radiative forcing scenarios (SSP2-4.5 and SSP5-8.5). In addition, the financial viability of producing seedlings of both species was analyzed using the net present value for CC, NF and FF. C. antisyphilitica develops properly between temperatures of 13 °C, 20 °C and 48.4 °C and P. regnellii between 13.7 °C, 21.5 °C and 43.4 °C. For C. antisyphilitica, the Phyl and WE models were remarkably similar in estimating the cumulative leaf number (CLN), and seedling phase duration (SPD), with an error of ~3.3 leaves and 25 days, respectively. On the other hand, the WE model was slightly superior for P. regnellii, with an error of less than 2.06 leaves (CLN) and 13.1 days (SPD). The projected increases in air temperature between ~ 1.1 °C and ~ 4 °C for Itajubá should not make the SPD of the two forest species unfeasible. However, they could generate financial losses in forest nurseries due adaptation measures. Simulated sowing dates between January and June may have SPD reductions for both forest species (up to 36 days). On the contrary, the simulated sowing dates from July to December may have small SPD increases (between 1 and 10 days). It will be necessary to adopt adaptive measures to maintain the seedlings quality and vigorin NF and FF, which will generate increases in seedling production costs from approximately 9% to 137%. More significant increases in costs will occur from August to November, exactly when the SPD increases are projected.
Palavras-chave: Temperatura do ar
Taxa de aparecimento de folhas
Duração da fase de muda
Mudanças climáticas
Produção de mudas
Medidas adaptativas
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITÁRIA::RECURSOS HÍDRICOS
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Itajubá
Sigla da Instituição: UNIFEI
metadata.dc.publisher.department: IRN - Instituto de Recursos Naturais
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação: Mestrado - Meio Ambiente e Recursos Hídricos
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3543
Data do documento: 16-Fev-2023
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