Resumo A região semiárida do nordeste do Brasil, a Caatinga, é extremamente importante devido à sua biodiversidade e endemismo. Medidas de fisiologia vegetal são cruciais para a calibração de Modelos de Vegetação Globais Dinâmicos (DGVMs) que são atualmente usados para simular as respostas da vegetação diante das mudanças globais. Em um trabalho de campo realizado em uma área de floresta preservada na Caatinga localizada em Petrolina, Pernambuco, medidas de assimilação de carbono (em resposta à luz e ao CO2) foram realizadas em 11 indivíduos de Poincianella microphylla, uma espécie nativa que é abundante nesta região. Estes dados foram utilizados para calibrar a velocidade máxima de carboxilação (Vcmax) usada no modelo INLAND. As técnicas de calibração utilizadas foram Regressão Linear Múltipla (MLR) e técnicas de mineração de dados como Classification And Regression Tree (CART) e K-MEANS. Os resultados foram comparados com o modelo INLAND não calibrado. Verificou-se que a Produtividade Primária Bruta (PPB) simulada atingiu 72% da PPB observada ao usar os valores de Vcmax calibrado, enquanto que o modelo não calibrado obteve-se 42% da PPB observada. Assim, este trabalho mostra os benefícios de calibrar DGVMs usando medidas ecofisiológicas de campo, especialmente em áreas onde os dados de campo são escassos ou inexistentes, como na Caatinga.

Abstract The semiarid region of northeastern Brazil, the Caatinga, is extremely important due to its biodiversity and endemism. Measurements of plant physiology are crucial to the calibration of Dynamic Global Vegetation Models (DGVMs) that are currently used to simulate the responses of vegetation in face of global changes. In a field work realized in an area of preserved Caatinga forest located in Petrolina, Pernambuco, measurements of carbon assimilation (in response to light and CO2) were performed on 11 individuals of Poincianella microphylla, a native species that is abundant in this region. These data were used to calibrate the maximum carboxylation velocity (Vcmax) used in the INLAND model. The calibration techniques used were Multiple Linear Regression (MLR), and data mining techniques as the Classification And Regression Tree (CART) and K-MEANS. The results were compared to the UNCALIBRATED model. It was found that simulated Gross Primary Productivity (GPP) reached 72% of observed GPP when using the calibrated Vcmax values, whereas the UNCALIBRATED approach accounted for 42% of observed GPP. Thus, this work shows the benefits of calibrating DGVMs using field ecophysiological measurements, especially in areas where field data is scarce or non-existent, such as in the Caatinga.

Estudos de algumas regiões semi-áridas do mundo têm apontado o efeito benéfico de certas espécies arbóreas em sistemas silvopastoris, por promoverem a formação de "ilhas de fertilidade do solo" e aumentarem a sustentabilidade da produtividade agrícola. Não existem dados a esse respeito para espécies atualmente em uso no semi-árido brasileiro. Neste trabalho, realizado durante o verão de 1996, em Custódia, PE, foram selecionadas três espécies arbóreas encontradas em pastagens de capim buffel (Cenchrus ciliaris): joazeiro (Zyziphus joazeiro), umbuzeiro (Spondias tuberosa) e algaroba (Prosopis juliflora). Foram avaliadas as diferenças nas características químicas do solo e do sub-bosque herbáceo, entre áreas embaixo da copa das árvores e fora da influência da copa das árvores. Para isso, estabeleceram-se transetos partindo do caule das árvores até às áreas de pastagem sem árvores. Amostras de solo (0-15 cm) e do estrato herbáceo (biomassa viva em parcelas de 1 m²) foram coletadas a distâncias equivalentes a 0, 25, 50, 100, 150 e 200% do raio médio da copa (raio médio igual a 6,6 ± 0,5, 4,5 ± 0,5, e 5,3 ± 0,8 m, para Z. joazeiro, P. juliflora, e S. tuberosa, respectivamente). Níveis mais elevados de C, P, N, Ca, Mg, K e Na no solo foram encontrados sob a copa de Z. joazeiro e P. juliflora em relação às amostras sob pastagem. Somente o P-orgânico e o Mg no solo foram mais elevados nas áreas sob S. tuberosa. A matéria seca do estrato herbáceo foi significativamente menor sob S. tuberosa e P. juliflora (107 e 96 g m-2, respectivamente), quando comparada com a de áreas fora da copa das árvores (145 e 194 g m-2). Nenhuma diferença significativa para a matéria seca foi observada sob Z. joazeiro e áreas sem árvores (107 e 87 g m-2, respectivamente). A espécie Z. Joazeiro foi a que apresentou maior potencial de utilização em um sistema silvopastoril, com base no maior estoque de nutrientes no solo e na manutenção da produção de biomassa do sub-bosque herbáceo em relação à área sob pastagem.

Studies from some semi-arid regions of the world have shown the beneficial effect of trees in silvopastoral systems, by promoting the formation of resource islands and increasing the sustainability of the system. No data are available in this respect for tree species of common occurrence in semi-arid Northeastern Brazil. In the present study, conducted in the summer of 1996, three tree species (Zyziphus joazeiro, Spondias tuberosa and Prosopis juliflora: ) found within Cenchrus ciliaris pastures were selected to evaluate differences on herbaceous understory and soil chemical characteristics between samples taken under the tree canopy and in open grass areas. Transects extending from the tree trunk to open grass areas were established, and soil (0-15 cm) and herbaceous understory (standing live biomass in 1 m² plots) samples were taken at 0, 25, 50, 100, 150 and 200% of the average canopy radius (average radius was 6.6 ± 0.5, 4.5 ± 0.5, and 5.3 ± 0.8 m for Z. joazeiro, P. juliflora, and S. tuberosa , respectively). Higher levels of soil C, N, P, Ca, Mg, K, and Na were found under the canopies of Z. joazeiro and P. juliflora: trees, as compared to open grass areas. Only soil Mg organic P were higher under the canopies of S. tuberosa trees, as compared to open grass areas. Herbaceous understory biomass was significantly lower under the canopy of S. tuberosa and P. juliflora trees (107 and 96 g m-2, respectively) relatively to open grass areas (145 and 194 g m-2). No herbaceous biomass differences were found between Z. joazeiro canopies and open grass areas (107 and 87 g m-2, respectively). Among the three tree species studied, Z. joazeiro was the one that presented the greatest potential for use in a silvopastoral system at the study site, since it had a larger nutrient stock in the soil without negatively affecting herbaceous understory biomass, relatively to open grass areas.