As mudanças climáticas e o desmatamento podem provocar o desastre da Amazônia?

As mudanças climáticas e o desmatamento podem provocar o desastre da Amazônia? Incêndios na Amazônia em Rondônia, Brasil, 24 de agosto de 2019. Crédito: EFE News Agency / Alamy Stock Photo.

No verão passado, a floresta amazônica foi nas notícias novamente Por todas as razões erradas. As taxas de desmatamento estão aumentando sob a liderança do presidente brasileiro Jair Bolsonaro e 2019 trouxeram o maior número de incêndios florestais em quase uma década.

Para o clima global, isso é motivo de preocupação. A Amazônia desempenha um papel vital no sistema climático, reciclando água para ajudar a sustentar as chuvas na região e impulsionar a circulação atmosférica nos trópicos. Além disso, a destruição da floresta teria um grande impacto no CO2 atmosférico.

Pontos de viragem

Este artigo é parte de uma série especial de uma semana sobre “pontos de inflexão”, em que uma mudança climática pode levar partes do sistema terrestre a mudanças bruscas ou irreversíveis

Estima-se que a floresta tropical intacta restante absorva atualmente 5-10% das emissões humanas de CO2, ajudando a retardar as mudanças climáticas. O desmatamento remove esse sumidouro de carbono e o substitui por uma fonte, o que tornaria o já desafiador Metas climáticas de Paris impossível.

Existem muitas razões legítimas para defender uma maior proteção da floresta amazônica. Mas mesmo que a taxa de desmatamento direto humano diminua novamente, a floresta poderia desaparecer por causa das mudanças climáticas?

Repercussão da floresta amazônica induzida pelas mudanças climáticas

Os recentes incêndios na Amazônia reivindicações desencadeadas que a queima da floresta tropical terá um impacto significativo na quantidade de oxigênio no ar que respiramos.

Esse é um aspecto da destruição da Amazônia com o qual não precisamos nos preocupar. A floresta amazônica contém cerca de 15% do carbono total armazenado em todo o mundo em vegetação. Se essas 70 bilhões de toneladas de carbono fossem liberadas, combinariam com o oxigênio no ar e seriam liberadas em grande parte como CO2. Mas como o oxigênio compõe até 21% da nossa atmosfera, isso reduziria apenas a concentração de oxigênio em menos de 0.01%.

No entanto, existem razões muito mais prementes para se preocupar com a destruição da floresta amazônica - até porque ela foi apontada como possível ponto de inflexão climática.

Glossário: Carbono vs. CO2: Os termos "carbono" e "CO2" são frequentemente usados ​​de forma intercambiável, mas há uma diferença importante: o carbono é um elemento, enquanto o CO2 é um composto que contém um átomo de carbono com dois átomos de oxigênio.

Isso se deve em parte às simulações do modelo climático realizadas pelo meu grupo de pesquisa no Conheci o escritório Hadley Centre para Previsão e Pesquisa Climática no final dos anos 1990 e início dos anos 2000. Incluímos uma representação de como os tipos de vegetação podem mudar em resposta às mudanças climáticas e como isso pode afetar a taxa de mudanças climáticas.

Alarmante, nossas primeiras projeções de modelos acoplados Vimos a floresta amazônica prevista "morrer" sob as mudanças climáticas - mesmo que não tivéssemos incluído desmatamento direto causado por humanos e incêndios em nossas simulações.

Esse resultado de modelagem foi forte, mas acabou sendo o resultado de uma interação sutil de diferentes mecanismos de feedback.

Em primeiro lugar, nossa floresta tropical amazônica morreu porque o modelo climático previa aquecimento e secagem severos em um cenário de emissões "como de costume" chamado "IS92a”. Isso reduziu a extensão da floresta que pode ser sustentada em um clima em mudança. Com menos floresta, houve uma reciclagem menos eficiente da diminuição das chuvas na região, o que levou a um aquecimento e secagem adicionais e a uma redução na área florestal.

Mas não foi tão simples assim. Como a mudança climática estava sendo impulsionada em grande parte pelos aumentos de CO2, também houve efeitos diretos do CO2 nas florestas.

Níveis mais altos de CO2 na atmosfera têm um "fertilização”Nas plantas e nas árvores, estimulando a fotossíntese e promovendo o crescimento. Sob CO2 elevado, as plantas também tendem a use a água com mais eficiência, de modo que eles precisam de menos água para uma determinada quantidade de fotossíntese.

As mudanças climáticas e o desmatamento podem provocar o desastre da Amazônia?

Onde há água e nutrientes adequados no solo, esse efeito se manifesta como um aumento na absorção de carbono por uma floresta. No entanto, onde há um suprimento limitado de água, o aumento da eficiência se manifesta como uma evapotranspiração reduzida das árvores. Isso fornece proteção contra reduções nas chuvas, mas com o custo de causar novos aumentos na temperatura da superfície local como resultado da redução do resfriamento evaporativo.

Em nosso modelo, a evolução da floresta amazônica estava à mercê dessa competição entre os impactos amplamente negativos das mudanças climáticas e os impactos amplamente positivos do aumento de CO2.

Nosso modelo sugeriu que os efeitos do CO2 haviam dominado o século 20 - levando a um sumidouro de carbono na floresta tropical intacta. No entanto, o modelo teve os efeitos climáticos negativos vencendo - resultando em um repentino declínio da floresta amazônica a partir de 2040 em diante, quando o aquecimento global atingiu cerca de 3 ° C nesta projeção.

Você pode ver isso no gráfico abaixo, que mostra como nosso modelo de vegetação projetada na Amazônia pode mudar à medida que o clima esquenta até 2100. Ele mostra uma Amazônia dominada por árvores (linha sólida) por décadas, mas depois a fração da região coberto por árvores, cai drasticamente em meados do século XXI. É então substituído por gramíneas (linhas tracejadas) e solo nu (linhas tracejadas e pontilhadas).

As mudanças climáticas e o desmatamento podem provocar o desastre da Amazônia? Evolução modelada da vegetação amazônica no cenário IS92a de emissões usuais. Reproduzido com permissão da Springer. Cox et al. (2004) Morte da floresta amazônica sob as projeções do ciclo clima-carbono para o século XXI, Climatologia Teórica e Aplicada

Boas e más notícias

Nossas descobertas foram fortes. Contudo, pesquisas recentes sugere que a floresta amazônica pode ser mais resistente às mudanças climáticas. Muitas pesquisas relevantes surgiram sob a ponte desde que publicamos esse cenário de reincidência em 2000 - algumas boas e más notícias para a floresta.

Primeiro, as boas notícias. Agora parece que é improvável que as mudanças climáticas sejam tão prejudiciais para a floresta amazônica quanto originalmente temíamos. Em 2013, descobrimos que a variação ano a ano no aumento anual do CO2 atmosférico nos permite estimar a sensibilidade dos sumidouros de carbono tropical às mudanças climáticas.

A concentração global de CO2 tem aumentado ano a ano devido ao aumento das emissões de CO2 das atividades humanas, principalmente queima de combustíveis fósseis, desmatamento e produção de cimento. Mas se você seguir essa tendência de longo prazo, encontrará uma variação na taxa de crescimento de CO2 que se correlaciona bem com as variações climáticas nos trópicos associados ao El Niño-Oscilação Sul. Esse sinal, portanto, mostra-nos algo sobre a sensibilidade do carbono terrestre tropical às variações climáticas.

Podemos usar um conjunto de modelos de ciclo clima-carbono para relacionar essa sensibilidade de curto prazo com a sensibilidade de longo prazo dos ecossistemas tropicais às mudanças climáticas - para criar a chamada "restrição emergente". A relação entre modelos permite converter uma observação da variação da taxa de crescimento de CO2 no mundo real, em uma estimativa aprimorada da sensibilidade do carbono terrestre tropical às mudanças climáticas futuras.

A restrição emergente resultante da sensibilidade do carbono terrestre tropical ao aquecimento global indica um impacto negativo, com o aquecimento sozinho levando a uma perda de carbono de cerca de 50 bilhões de toneladas de carbono por grau de aquecimento global nos trópicos. No entanto, a magnitude do efeito é cerca de um terço do tamanho da projeção original da Amazônia.

Mas também há notícias menos otimistas. Agora também parece que é improvável que o efeito da fertilização com CO2 seja tão grande quanto muitos modelos anteriores supunham. Isso ocorre porque os modelos de ciclo clima-carbono de primeira e segunda geração não incluem limitações de nutrientes no crescimento da floresta.

No mundo real, o crescimento da vegetação é frequentemente limitado não apenas pela água e CO2, mas por nutrientes. Na maioria das regiões, o principal nutriente limitante é o nitrogênio, mas nas florestas tropicais o fósforo ou outros micronutrientes limitam o crescimento das árvores. Essas limitações nutricionais limitarão a fertilização com CO2 do crescimento das plantas, provavelmente abaixo da observada nos primeiros modelos de ciclo clima-carbono.

Isso deixaria a floresta tropical mais vulnerável aos impactos negativos das mudanças climáticas do que o nosso cenário original de reintegração de posse, embora esses efeitos climáticos possam ser menos negativos do que se temia originalmente.

Então, qual é o prognóstico geral para a recuperação da Amazônia impulsionada pelas mudanças climáticas?

O mais recente Modelos do sistema terrestre mostram evidências limitadas de morte na floresta amazônica na ausência de desmatamento humano direto. Um punhado de modelos mostra reduções na cobertura florestal da Amazônia devido às mudanças climáticas, mas a maioria dos modelos mostra aumento da cobertura florestal devido à fertilização com CO2.

Nenhum desses modelos inclui limitações de fósforo ou incêndios florestais; portanto, o júri ainda está de fora. No entanto, pessoalmente, estou menos preocupado com a recuperação da Amazônia causada pela mudança climática do que quando publicamos nosso estudo em 2000.

Maior razão para se preocupar com o desmatamento humano direto

Ironicamente, isso me deixa mais preocupado com o aumento das taxas de desmatamento deliberado na Amazônia. Pode-se até argumentar que há menos valor na conservação de uma floresta se essa floresta for posteriormente danificada pelas mudanças climáticas. Pelo contrário, uma maior resiliência da floresta amazônica às mudanças climáticas fornece razões adicionais para salvá-la no futuro.

As mudanças climáticas e o desmatamento podem provocar o desastre da Amazônia?Ver através do dossel da floresta amazônica com névoa ao amanhecer. Crédito: David Tipling Photo Library / Alamy Stock Photo.

A floresta amazônica sustenta seu próprio clima reciclando a água para a atmosfera, o que mantém as chuvas e reduz a duração das estações secas. O desmatamento mina esses mecanismos regulatórios e em última análise, pode levar a um ponto de inflexão.

Isso, combinado com a estação seca se tornando longa o suficiente para permitir incêndios naturais regulares, pode levar a transição da floresta para uma savana permanente. Isso seria caracterizado por um sistema misto de árvores e prados com um dossel aberto que permite que o solo fique muito mais quente e seco, além de armazenar muito menos carbono.

Portanto, as pressões gêmeas do desmatamento e das mudanças climáticas na floresta amazônica continuam sendo uma grande preocupação. É improvável que conheçamos a vulnerabilidade da floresta tropical às mudanças climáticas com confiança até que seja tarde demais. No entanto, temos certeza de que o desmatamento causado pelo homem reduz a resiliência da floresta às mudanças climáticas e outros fatores estressantes.

Muitos pensaram que o problema do desmatamento na Amazônia estava a caminho de ser resolvido. A taxa de desmatamento caiu de um pico em 2004 de 28,000 quilômetros quadrados (km2) - equivalente a remover uma área de floresta quase do tamanho da Bélgica a cada ano - para menos de um quinto dessa taxa até 2014.

Mas isso é tudo no passado agora. Com o desmatamento em alta e o aquecimento global continuando, há mais uma vez várias ameaças à longevidade da floresta amazônica.

Sobre o autor

Peter Cox, professor de dinâmica do sistema climático da Universidade de Exeter e principal autor do capítulo “ciclos globais de carbono e outros ciclos biogeoquímicos e feedbacks” do próximo sexto relatório de avaliação (AR6) do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC) .

Este artigo foi publicado originalmente em Breve Carbono

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