Padrões fenológicos no Distrito Federal : congruência entre dados de herbário e estudos em campo

Abstract

Em ambientes tropicais as espécies vegetais apresentam padrões fenológicos influenciados por fatores bióticos e abióticos que podem ser estudados a partir de exsicatas depositadas em herbário. A informatização dessas coleções vem tornando os materiais herborizados cada vez mais utilizados, fundamentando estudos com os mais variados objetivos, principalmente em formações vegetais sob alta pressão antrópica, como o Cerrado. Os herbários são grandes bancos de dados que guardam informações geográficas, taxonômicas, ecológicas e fenológicas de espécies variadas e esses registros têm sido uma ferramenta útil para examinar tendências em longo prazo dos eventos fenológicos, principalmente quando relacionadas às mudanças temporais. Nos últimos anos, estudos fenológicos vêm sendo adotados com frequência como forma de prever o comportamento de sistemas biológicos frente às mudanças no clima, visto que entender o que controla a fenologia da vegetação é essencial na tentativa de compreender as possíveis mudanças futuras em relação à mudança de tempo e clima. Sabe-se que mudanças não previstas nos padrões climáticos estão ocorrendo e o aumento da temperatura tem interferido na distribuição geográfica, fisiologia, fenologia e adaptação in situ das espécies, assim como alterado o ciclo hidrológico, causando mudanças nos padrões de precipitação. Um dos objetivos deste trabalho foi desenvolver um índice matemático capaz de prever o comportamento fenológico de espécies vegetais a partir de registros contidos em grandes bancos de dados e como resultado foi incorporado ao programa BRAHMS um algoritmo interno denominado Phenological Predictability Index (PPI), que calcula a probabilidade de ocorrência dos eventos fenológicos em campo, com base em exsicatas, literatura e imagens datadas. Paralelamente, foi realizado o monitoramento quinzenal em campo, no Distrito Federal, de 22 espécies no período entre 2011 e 2013, das quais 11 nunca foram estudadas no Distrito Federal. Foram incluídas nas análises outras sete espécies, previamente estudadas na mesma região, entre os anos de 2000 e 2003. Os estudos de campo permitiram o cálculo da constância do evento fenológico, necessário para se deduzir a contingência, e o poder preditivo do PPI como ferramenta de planejamento de expedições de campo foi testado. Observaram-se quatro padrões fenológicos vegetativos e quatro padrões de antese e produção de botões e frutos. Para os eventos de floração o PPI previu os meses de maior atividade de cerca de 90% das espécies analisadas e para frutificação a previsão do mês-pico ocorreu para pouco menos de 50% delas. O período em que a fenofase tem maior chance de ocorrer foi previsto corretamente para 100% das espécies nos três eventos analisados (botão, flor e fruto). Considerando a existência da variação geográfica na fenologia sugere-se que os registros herborizados usados para o cálculo do PPI estejam dentro da mesma região climática dos locais onde ocorrerá o estudo ou a coleta. O insucesso no uso do índice poderá ocorrer no caso de espécies com fenologia supra-anual ou com baixo valor de PPI, o que indica alta contingência do evento, isto é, plasticidade fenotípica da espécie frente às mudanças locais ou climáticas entre anos. Sabendo da existência dessas mudanças interanuais no clima, diferentes técnicas têm sido utilizadas para estudar as variabilidades climáticas e seus efeitos, além de definir e prever padrões e anomalias. Assim, este trabalho propôs também o uso da morfometria geométrica, mais especificamente a técnica Thin-Plate Spline (TPS), no estudo de variáveis climáticas – em escala local e num período de 50 anos – para que dados climáticos de diversas décadas pudessem ser comparados entre si e os anos climaticamente semelhantes fossem identificados. O uso da morfometria geométrica em estudos voltados à variabilidade climática é inédito e a técnica se mostrou bastante útil ao apresentar a variabilidade anual existente entre os decêndios do ano, mesmo essa variação sendo muito pequena. Foi possível identificar que as variáveis temperatura máxima e precipitação apresentaram maior variação interanual no período chuvoso, enquanto para a variável temperatura mínima a maior variação ocorreu no período seco. Os agrupamentos obtidos apresentaram-se fracos para as três variáveis, no entanto, a análise reconheceu anos com presença de El Niño e La Niña no estudo da precipitação, variável que apresentou a maior variabilidade entre anos. A teoria da probabilidade foi utilizada para explorar o grau de previsibilidade e de oportunismo da floração no Distrito Federal e investigar possíveis relações com características climáticas como temperatura, precipitação e fotoperíodo. Como conclusão, obteve-se o resultado comportamental mais amplo e geral de diferentes e importantes plantas do Cerrado e provou-se que o uso de espécimes coletados em um grande período de tempo – como registros de herbários – é útil no estudo da fenologia vegetal, quando se tem como objetivo definir comportamentos e padrões frente às mudanças ambientais. A identificação da variabilidade climática em pequeno espaço de tempo (p.ex. decêndios do ano), como feito por meio da técnica de Thin-Plate Spline, é de grande importância em estudos de vegetação, assim como a distinção de anos com ocorrência dos fenômenos La Niña e El Niño. Verificou-se que para a obtenção de melhores resultados, a análise da morfometria deve ser restrita a períodos mais curtos de tempo, como a estação chuvosa, quando ocorrem maiores variações climáticas no Distrito Federal, ou nos meses que antecedem a ocorrência dos eventos fenológicos. Poucas espécies parecem independer de algum estímulo ambiental para florescer, a maioria delas parece responder a uma combinação complexa de estímulos como precipitação, temperatura e fotoperíodo, combinados a ritmos endógenos e, para algumas, à passagem do fogo. A utilização do PPI como forma de quantificar a chance que o material de interesse tem de ser encontrado em campo tende a garantir o sucesso das expedições de campo, resultando em aceleração e economia para as pesquisas.