Como as secas extremas enfraquecem a capacidade das árvores de absorver carbono

Como as secas extremas enfraquecem a capacidade das árvores de absorver carbono A seca severa contribuiu para o dano generalizado do besouro da casca e a mortalidade de árvores nas florestas de pinheiros no oeste dos EUA. Departamento de Agricultura dos EUA, CC BY-ND

Há um mistério dentro das árvores, do qual o destino das cidades costeiras, ameaçado pelo aumento do nível do mar devido às mudanças climáticas, pode depender. A cada ano, as florestas da Terra ocupam cerca de um quarto do dióxido de carbono emitido pelos seres humanos, diminuindo efetivamente a velocidade e a gravidade do aquecimento global. Eles prendem a maior parte desse carbono em suas hastes e o mantêm lá por séculos. Esse serviço que eles prestam à humanidade vale cerca de US $ 1 trilhão cada ano.

Mas não há garantia de que as árvores ao redor do mundo continuem fazendo isso nas próximas décadas. A mudança climática é seca por super combustíveis, incêndios maciços e surtos de insetos, que retardam o crescimento das árvores, matam árvores e liberam esse carbono de volta à atmosfera.

Assim, a pergunta de um trilhão de dólares que os cientistas estão correndo para responder é: qual é o destino das árvores em um clima em mudança?

Em um estudo sobre o impacto das secas nas árvores, meus colegas e eu nos concentramos em um aspecto desta questão, especificamente no impacto da seca nas árvores. Nossa análise mostra que as florestas não se recuperam da seca extrema tão rapidamente quanto os cientistas pensavam - uma descoberta que pode levar a melhores modelos de como as florestas absorvem as emissões de carbono.

Lendo o histórico da árvore

Atualmente, estamos praticamente voando às cegas quando se trata de prever o destino das árvores. Nossas melhores ferramentas preditivas - modelos matemáticos baseados na fisiologia das plantas e no clima - discordo descontroladamente sobre o futuro das florestas.

Alguns mostram que as árvores continuam a crescer como loucas e absorvem carbono até o final do século. Em outros, no entanto, a seca, a temperatura e outros distúrbios do ecossistema prejudicam o crescimento das árvores e matam muitas árvores, e os ecossistemas começam a perder carbono, acelerando rapidamente a velocidade e a gravidade das mudanças climáticas. Pior ainda, geralmente não se pensa que esses modelos simulem com precisão impactos da seca nas florestas.

Para desvendar parte desse mistério, nos voltamos para anéis de árvores. A maioria das árvores do Hemisfério Norte produz anéis anuais, que são espalhados ao redor do caule, como páginas de um livro, em um passado ao longo da vida dessa árvore.

Os cientistas sabem há décadas que, durante a seca, as árvores crescem mais lentamente. Mas queríamos saber a resposta para uma pergunta simples: o que acontece depois da seca? As árvores se recuperam e continuam crescendo, absorvendo esse carbono da atmosfera? Ou os danos sofridos durante a seca os fazem crescer mais lentamente depois, mesmo depois que a seca termina?

Porque as mudanças climáticas levarão a secas mais frequentes e mais severas muitas regiões do mundo, a recuperação das florestas após a seca será crucial para determinar se elas continuam absorvendo dióxido de carbono e desacelerando o aquecimento global.

Ressaca de seca

Utilizamos um banco de dados on-line, disponível ao público, de anéis de árvores de vários milhares de sítios florestais ao redor do mundo, com a maioria das medições provenientes da América do Norte, Europa e partes da Rússia. Em cerca de 1,300 locais florestais que atendiam aos nossos critérios, pesquisamos dados climáticos históricos para descobrir quando e onde as secas severas ocorreram. Depois, examinamos o crescimento das árvores sobreviventes depois que essas secas terminaram.

O que descobrimos foi bastante surpreendente. Em média, as florestas levaram de dois a quatro anos para recuperar suas taxas de crescimento anteriores após uma seca severa. Esse “efeito legado” da seca foi mais severo em florestas secas como o sudoeste dos Estados Unidos e em espécies de pinheiros. Além disso, as espécies de árvores que correm mais riscos - ou seja, aquelas que continuam a beber bastante água durante uma seca - também tiveram os maiores efeitos legados.

Sem estudos mais detalhados em florestas individuais, não conseguimos determinar exatamente por que as árvores crescem mais lentamente após a seca, mas temos algumas indicações.

O mais promissor foi o achado de que as espécies de árvores que correm riscos durante a seca parecem se recuperar mais lentamente. Algumas espécies, como o tremor das árvores, continuam a usar água e sustentam a fotossíntese durante a seca, mas correm o risco de danificar seus sistemas de transporte de água e até a morte. Essa estratégia é provavelmente vantajosa em épocas de chuvas ou secas moderadas, ajudando-as a superar os vizinhos e a ganhar mais luz. Mas em secas severas, essa estratégia pode sair pela culatra. De fato, em nossa pesquisa anterior sobre as árvores, encontramos muitos danos causados ​​pela seca na madeira que persistiram por uma década ou mais.

Quando analisamos os modelos matemáticos atuais, descobrimos que todos esses modelos tratavam a seca como um interruptor de luz. Quando as árvores estavam estressadas pela seca, elas cresceram mais lentamente. Mas quando a seca foi aliviada, os modelos assumiram que o interruptor estava ligado novamente e eles recuperaram seu crescimento perfeita e imediatamente.

Isso indica que esses modelos provavelmente estão faltando vários processos-chave para simular com precisão os impactos da seca nas florestas. Assim, eles podem estar superestimando o quanto as árvores podem ajudar a retardar as mudanças climáticas.

Gigatons de carbono da atmosfera

Quanto esse efeito importava? Fizemos vários cálculos simples da absorção de carbono das florestas semi-áridas com e sem esses efeitos herdados da seca. Descobrimos que, ao longo de um século, as florestas semi-áridas armazenariam 1.6 gigatoneladas de carbono a menos devido ao efeito legado da seca, que é cerca de 25% do Emissões anuais de carbono nos EUA. Esta é certamente uma estimativa muito conservadora de quanto isso importa, porque considera apenas uma comunidade de plantas em uma região ou bioma.

Muitas questões importantes permanecem, no entanto. Primeiro, esses efeitos herdados da seca ocorrem em florestas tropicais, que estão entre os mais fortes sumidouros de carbono de todas as florestas? Muitas espécies de árvores tropicais não produzem anéis anuais consistentes, o que torna a análise dos anéis de árvores um desafio, mas alguns grupos de pesquisa recentemente conseguiram medir anéis de árvores em algumas espécies tropicais.

Segundo, qual a sensibilidade da mortalidade das árvores à seca em diferentes regiões e ecossistemas em todo o mundo? A mortalidade das árvores provou ser incrivelmente difícil de estudar, entender e prever, e a comunidade está correndo para resolver essas questões.

Terceiro, como podemos melhorar nossos modelos preditivos para simular melhor a seca? Em outra pesquisa, meus colegas e eu estamos tentando melhorar esses modelos de vegetação adicionando o mecanismo de danos causados ​​pela seca que fere e mata árvores com estratégias arriscadas de uso da água.

Por fim, quanto mais cedo e mais agressivamente abordarmos as mudanças climáticas causadas pelo homem, menores serão os riscos para as florestas ao redor do mundo.

Nossa pesquisa lançou um pequeno raio de luz sobre os segredos no coração das árvores, viajando de volta no tempo para que possamos entender o futuro. Mas muitos mais mistérios permanecem gravados dentro desses organismos majestosos, mistérios que precisamos desesperadamente desvendar.

Sobre o autorA Conversação

anderegg williamWilliam RL Anderegg é pesquisador de pós-doutorado no Princeton Environmental Institute da Princeton University. Suas pesquisas se concentram na interseção de ecossistemas e mudanças climáticas. Eu recebi meu Ph.D. do Departamento de Biologia da Universidade de Stanford.

Este artigo foi originalmente publicado em A Conversação. Leia o artigo original.

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