Water balance and ecophysiology of Eucalyptus saligna, Eucalyptus dunnii, and Eucalyptus benthamii in the Pampa biome

Abstract

Áreas cultivadas com monoculturas de eucalipto têm crescido no sul do Brasil, principalmente em regiões de campo no bioma Pampa. Os efeitos dessa alteração nos processos hidrológicos são pouco conhecidos, especialmente aqueles relacionados com o consumo de água pelas plantas, transpiração e evapotranspiração na escala de planta e na propagação desses impactos na escala de bacia hidrográfica. A estimativa do uso da água pelo sistema de fluxo de seiva é uma alternativa para quantificar a transpiração e aumentar a acurácia da estimativa da evapotranspiração baseada em variáveis climáticas. O presente estudo tem como objetivo descrever como florestas plantadas de eucalipto influenciam os processos hidrológicos no bioma Pampa, que é de grande importância para a conservação ambiental e economia do estado do Rio Grande do Sul. Dá-se ênfase à dinâmica fisiológica associada ao movimento da água no sistema solo-planta-atmosfera, e à transferência dessa informação para diferentes escalas de análise. O estudo foi conduzido em uma bacia hidrográfica cultivada com Eucalyptus benthamii no bioma Pampa (0.80 km2 ), onde três parcelas foram alocadas contendo Eucalyptus saligna, Eucalyptus dunnii, e Eucalyptus benthamii. A precipitação foi monitorada usando pluviômetros distribuídos na área da bacia, e a vazão foi medida usando linígrafos na sessão de monitoramento instalada no exutório da bacia. O monitoramento do fluxo de seiva foi realizado em oito árvores de eucalipto distribuídas em cada parcela, utilizando um sistema de fluxo xilemático de dissipação térmica em intervalos de 30 minutos. A interceptação e o escoamento superficial foram monitorados em 34 eventos de chuva nas parcelas distribuídas no povoamento. A umidade do solo foi monitorada usando sensores de reflectometria no domínio da frequência instalados em uma profundidade de até 2 metros. As variáveis climáticas foram obtidas do Instituto Nacional de Meteorologia. Os dados obtidos foram utilizados para quantificar o balanço hídrico utilizando o fluxo de seiva medido para cada espécie e o comparando com o método de conservação de massa. A transpiração foi variável entre espécies (Eucalyptus saligna > Eucalyptus benthamii > Eucalyptus dunnii). Eucalyptus saligna resultou na maior produtividade de biomassa e madeira, entretanto, a maior transpiração resultou na menor eficiência do uso da água em comparação com as demais espécies. A dinâmica ecofisiológica para as espécies estudadas foi fortemente relacionada com as variáveis climáticas, como a radiação e o déficit de pressão de vapor. Além disso, a variação da transpiração entre espécies resultou em diferentes coeficientes de cultura, 0.52, 0.79, e 1.14, anualmente para os povoamentos de 7 anos de idade de Eucalyptus dunnii, Eucalyptus benthamii, e Eucalyptus saligna, respectivamente. Essas espécies influenciaram os processos hidrológicos avaliados com intensidades variáveis. A partir da avaliação do balanço hídrico, o maior déficit hídrico ocorreu para a estimativa do balanço hídrico com Eucalyptus saligna, espécie que resultou na maior transpiração e coeficiente de cultura. Compreender a variação da eficiência do uso da água entre espécies é um fator crucial para reduzir a demanda hídrica em monoculturas florestais na escala de bacia hidrográfica, onde a inserção de espécies com maior produtividade deve ser evitada em áreas de crítica disponibilidade hídrica.