Milton Augusto Gonçalves Pereira
Em 29 de maio de 2020, Milton Augusto Gonçalves Pereira, aluno de mestrado do Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade Vegetal e Meio Ambiente do Instituto de Botânica de São Paulo, bolsista CAPES, por meio de videoconferência devido ao isolamento social causado pela pandemia do COVID-19, defendeu sua Dissertação de Mestrado intitulada, “Composição Isotópica Foliar (δ 13c e δ 15n) e Respostas Fisiológicas na Comunidade Vegetal de Quatro Florestas Urbanas da Cidade de São Paulo, SP”.
A banca examinadora foi presidida pelo seu orientador, PqC. Dra. Marisa Domingos e composta pela Prof. Dr. Plinio Barbosa de Camargo (CENA/ESALq) e pelo Prof. Dr. Giuliano Masselli Locosselli (IB/USP).
Composição Isotópica Foliar (δ 13c e δ 15n) e Respostas Fisiológicas na Comunidade Vegetal de Quatro Florestas Urbanas da Cidade de São Paulo, SP
ABSTRACT
Urban forests are surrounded by an urban matrix and constitute a portion of forest that preserves the richness of local vegetation and preserves the relationship of living beings with each other and with the environment. In large cities, such as São Paulo, urban forests are exposed to numerous factors of environmental stress, such as air pollution by carbon and nitrogen compounds. The vehicular fleet is one of the main sources of emissions of these pollutants, being responsible for approximately 10% of global emissions of greenhouse gases. The isotopic composition and associated physiological responses have not yet been reported for different taxonomic groups and arboreal communities located in urban forests in Brazil, and this work is a pioneer within this approach. Therefore, the present study was proposed with the objective of verifying if there are differences in the isotopic composition of C and N (δ13C e δ15N) between taxonomic groups present in urban forests in the city of São Paulo, located at a distance in the center-periphery direction and between forests and to verify, through the isotopic composition of the C of the tree community, if there is a change in the physiological responses of these forests. The present study was carried out in four urban fragments of Atlantic forest in the city of São Paulo included in the following parks: Parque Trianon (PT), Parque Alfredo Volpi (PAV), Fontes do Ipiranga State Park (PEFI) and Fazenda do Carmo Municipal Park ( PRAÇA). These parks are 3, 8, 10.5 and 16km away from the center of São Paulo, respectively. 81 (PT), 69 (PAV), 60 (PEFI) and 69 (PC) species were sampled in the four urban forests, belonging to 31 (PT), 25 (PAV), 22 (PEFI0 and 28 (PC) families. wide variation among botanical families in the δ15N isotopic value Most of the botanical families had positive values, that is, values enriched by the heavy isotope, only Annonaceae, Clusiaceae, Lacistemaceae, Lauraceae, Melastomataceae, Proteaceae and Rhamnaceae were represented by trees with negative values There was also a clear variation between forests towards the center of the city towards the periphery. The forest community of the forest closest to the center (PT) presented the highest values of δ15N and that of the furthest from the center (PC) the lowest values. Although the values of δ13C in the leaves of the trees of the four studied forests varied widely, such dispersion was not determined in a characteristic way by the diversity of species and botanical families. The percentage of C in the urban forest tree community increased linearly in the center-periphery direction. There was variation in the δ13C values between forests, but a linear increase in the center-periphery direction was not detected. The δ13C values in the trees in the forest closest to the center and those in the furthest forest (PT and PC respectively) were similar and lower than the isotopic composition of trees in other forests. These forest fragments located at the ends of the center-periphery gradient were also the ones that showed the lowest estimated values of isotopic discrimination of C and internal concentration of CO2 and the lowest intrinsic efficiencies of water use and carbon assimilation. These results suggest that the trees of the extreme forest fragments proved to be more conservative in the use of water, had less stomatic opening and less capacity to assimilate carbon from the atmosphere than the other fragments, that is, having as base the lifetime of the leaves collected in this study. Furthermore, the estimated assimilation of C was negative in all forests, indicating that the leaves of the trees photorespired more than they effectively fixed C throughout its existence.
Keywords: Isotopes, Carbon, Nitrogen, Atlantic Forest, Urban Forest
RESUMO
Florestas urbanas são rodeadas por matriz urbana e constituem uma porção de mata que preserva a riqueza da vegetação local e conserva a relação dos seres vivos entre si e com o meio ambiente. Nas grandes cidades, como São Paulo, as florestas urbanas estão expostas a inúmeros fatores de estresse ambiental, como a poluição do ar por compostos de carbono e nitrogênio. A frota veicular é uma das principais fontes de emissão destes poluentes, sendo responsável por aproximadamente 10% das emissões globais de gases de efeito estufa. A composição isotópica e respostas fisiológicas associadas ainda não foram reportadas para diferentes grupos taxonômicos e comunidades arbóreas localizadas em florestas urbanas no Brasil, sendo este trabalho pioneiro dentro desta abordagem. Sendo assim, o presente estudo foi proposto com os objetivos de averiguar se há diferenças na composição isotópica de C e N (δ13C e δ15N) entre grupos taxonômicos presentes em florestas urbanas da cidade de São Paulo, localizadas em um distanciamento no sentido centro-periferia e entre as florestas e verificar por meio da composição isotópica do C da comunidade arbórea se há alteração de respostas fisiológicas dessas florestas. O presente estudo foi realizado em quatro fragmentos urbanos de mata Atlântica na cidade de São Paulo incluídos nos seguintes parques: Parque Trianon (PT), Parque Alfredo Volpi (PAV), Parque Estadual Fontes do Ipiranga (PEFI) e Parque Municipal Fazenda do Carmo (PC). Esses parques distam respectivamente 3, 8, 10,5 e 16 km do centro de São Paulo. Foram amostradas 81 (PT), 69 (PAV), 60 (PEFI) e 69 (PC) espécies nas quatros florestas urbanas, pertencentes a 31 (PT), 25 (PAV), 22 (PEFI0 e 28 (PC) famílias. Houve ampla variação entre famílias botânicas no valor isotópico de δ15N. A maioria das famílias botânicas tiveram valores positivos, ou seja, valores enriquecidos pelo isótopo pesado. Apenas Annonaceae, Clusiaceae, Lacistemaceae, Lauraceae, Melastomataceae, Proteaceae e Rhamnaceae foram representadas por árvores com valores negativos. Observou-se, também, nítida variação entre as florestas no sentido do centro da cidade para a periferia. A comunidade arbórea da floresta mais próxima do centro (PT) apresentou os mais altos valores de δ15N e a da mais afastada do centro (PC) os menores valores. Apesar dos valores de δ13C nas folhas das árvores das quatro florestas estudadas terem variado amplamente, tal dispersão não foi determinada de forma característica pela diversidade de espécies e famílias botânicas. A porcentagem de C na comunidade arbórea das florestas urbanas aumentou linearmente no sentido centro-periferia. Houve variação nos valores de δ13C entre florestas, mas não foi detectado um aumento linear no sentido centro periferia. Os valores de δ13C nas árvores da floresta mais próxima do centro e nas da floresta mais afastada (PT e PC, respectivamente) foram similares e mais baixos do que a composição isotópica das árvores das outras florestas. Esses fragmentos florestais localizados nas extremidades do gradiente centro-periferia também foram os que apresentaram menores valores estimados de discriminação isotópica de C e de concentração interna de CO2 e as menores eficiências intrínsecas do uso da água e assimilação de carbono. Estes resultados sugerem que as árvores dos fragmentos florestais extremos se mostraram mais conservadoras no uso da água, apresentaram menor abertura estomática e menor capacidade de assimilar carbono da atmosfera do que os demais fragmentos, isto é, tendo como base o tempo de vida das folhas coletadas neste estudo. Ainda, a assimilação de C estimada foi negativa em todas as florestas, indicando que as folhas das árvores fotorrespiraram mais do que fixaram efetivamente C ao longo de sua existência.
Palavras-chave: Isótopos, Carbono, Nitrogênio, Mata Atlântica, Floresta Urbana
Milton Augusto Gonçalves Pereira
Composição Isotópica Foliar (δ 13c e δ 15n) e Respostas Fisiológicas na Comunidade Vegetal de Quatro Florestas Urbanas da Cidade de São Paulo, SP
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