Unicamp desenvolve algoritmo para projetar vegetação

Estudos do Inpe revelam que a Amazônia já enfrenta secas mais longas e alterações nas chuvas, antecipando cenários futuros e elevando riscos ambientais.

Segundo maior bioma da América do Sul, o Cerrado é a savana mais biodiversa do mundo e conhecido como “berço de águas” por contribuir com dois terços do abastecimento de grandes bacias hidrográficas, especialmente das regiões Sul e Sudeste do país.

A perda da vegetação leva ao aumento da temperatura da superfície, à diminuição da evapotranspiração, além da redução da precipitação na estação seca e do número de dias de chuva.

Os números revelam que, mesmo em regiões de clima seco, a Caatinga pode desempenhar papel relevante na remoção de carbono, especialmente quando favorecida por ciclos climáticos com maior volume de chuvas.

“A cada dia que passa a crise climática se intensifica e é necessário prover informações, gerar conhecimento de ponta e, principalmente, as soluções para que o país possa avançar nas ações de mitigação, adaptação e no desenvolvimento econômico sustentável”

Um estudo de longo prazo sobre o processo acelerado de destruição do Cerrado e a falta de manejo adequado das áreas remanescentes do bioma denominado ‘Dinâmica de comunidades arbóreas no cerradão (2002-2016): um caso de mudança de bioma’ investigou as mudanças registradas ao longo de 14 anos em 256 parcelas, totalizando uma área amostral de 10,24 hectares, em um cerradão localizado no interior de uma Unidade de Conservação do Estado de São Paulo: a Estação Ecológica de Assis. Concebido e supervisionado pela professora do Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas Giselda Durigan, o estudo faz parte do projeto de doutorado do primeiro autor, Francisco Ferreira de Miranda Santos. E, entre outros colaboradores, teve a participação de Ricardo Ribeiro Rodrigues, orientador de Miranda Santos. O local estudado pelo grupo está protegido do fogo há pelo menos 60 anos e não se beneficiou, portanto, da realização de queimadas regulares criteriosas (com zoneamento da área total e cronograma de queima em datas apropriadas, em sistema de rodízio), que hoje se reconhece ser uma técnica de manejo da maior importância para a preservação do Cerrado. “Estudos de dinâmica de florestas são, por natureza, demorados. As mudanças são lentas e é preciso esperar, pacientemente, que a floresta nos conte sua própria história. O desafio é compreender como os extremos de calor e frio, excesso ou falta de chuvas, vendavais, ou a simples competição entre as próprias árvores, disputando recursos como luz, água e nutrientes, vão direcionando as mudanças no tempo. Além da paciência, esses estudos exigem também disciplina e trabalho árduo para coletar dados em diferentes ocasiões. E, depois, inspiração e embasamento teórico para formular hipóteses e interpretar o que os dados mostram”, comenta Giselda. A equipe do estudo disse que o tamanho da área estudada (mais de 10 hectares) e o número de árvores identificadas e medidas (mais de 20 mil) foram um grande desafio. “A cada ocasião de medição, uma equipe de quatro pessoas trabalhavam cerca de um ano para medir novamente todas as árvores, substituir a numeração perdida, identificar e marcar novos indivíduos, encarando chuva, espinhos, carrapatos, bernes, buracos de tatus etc. Depois, fazendo disso o objeto de seu doutorado em ecologia na Unicamp, Miranda Santos passou meses na frente do computador, organizando o gigantesco banco de dados, detectando inconsistências, atualizando a nomenclatura das espécies, pareando as medições feitas em diferentes ocasiões para saber a história de cada árvore”, conta a pesquisadora. A pesquisadora e Miranda corrigiram um erro histórico na malha de coordenadas das 256 parcelas, que se arrastava desde o início e dificultava ainda mais o trabalho. “Só tinha uma solução: entrar na mata, procurar as árvores numeradas dentro de algumas parcelas, mapear sua posição real e comparar com a posição delas no mapa. Foi assim que descobrimos que o erro era muito fácil de corrigir: bastava girar a malha de coordenadas 90 graus para a esquerda e tudo voltava ao seu devido lugar”. Como resultado, os pesquisadores descobriram que, em 14 anos, mais da metade das árvores que existiam no levantamento inicial já haviam morrido. E outras 10 mil, aproximadamente, haviam nascido e crescido até atingir cinco centímetros de diâmetro. Embora 14 anos possam parecer um intervalo longo na escala da vida humana, eles constituem um intervalo muito curto para uma reconfiguração vegetal tão grande. Em outras palavras, uma vez desencadeada, a degeneração do Cerrado em cerradão, pode ser bastante rápida. Segundo Giselda, o estudo mostrou que não é só a estrutura que muda. Mas também a composição das espécies. Enquanto as espécies típicas de floresta e as chamadas generalistas, que toleram a sombra, continuam chegando e proliferando, as espécies típicas de Cerrado vão desaparecendo, torturadas pela escuridão. “As raras árvores de Cerrado que ainda estão em pé não deixam descendentes, porque não germinam ou não crescem à sombra. Lá se vão os pequizeiros, as mangabeiras, as curriolas, o barbatimão, as paineirinhas, entre muitas outras árvores icônicas”, conta. O estudo mostra que essas modificações não contribuem para a conservação do Cerrado e que o ambiente sombreado do cerradão é um ambiente hostil para espécies típicas da savana brasileira. “Ainda que a riqueza de espécies tenha aumentado em quase 10%, a perda de árvores de Cerrado é dramática e irreversível. É preocupante esse acúmulo contínuo de biomassa em uma região de solos arenosos e profundos, que não são capazes de reter a umidade”, afirma Giselda. A pesquisadora continua comentando que o cerradão é mais vulnerável ao colapso em episódios de seca prolongada do que os Cerrados abertos. “Desnecessário lembrar que estamos, cada vez mais, em um contexto de crise climática global, no qual eventos extremos tendem a ocorrer com frequência crescente. Quanto mais biomassa arbórea, maior é a interceptação da chuva pelas copas e maior é o consumo de água pelas árvores. Se entra menos água e o consumo aumenta, menor será a duração do estoque de água armazenada. Ou seja, se uma seca de cinco meses não afeta as árvores em um Cerrado aberto, a mesma seca pode ocasionar mortandade elevada no cerradão”. “Se as mudanças climáticas na região caminhassem para aumento e melhor distribuição das chuvas, essa nova floresta seria compatível com as condições ambientais locais. Porém, as alterações que já estão sendo sentidas na região trazem temperaturas nunca vistas, obrigando as árvores a consumir ainda mais água, com as chuvas escasseando, de modo que a probabilidade de colapso vai se tornando cada vez maior. Se morrem muitas árvores, o carbono que elas fixaram volta para a atmosfera. Além disso, muita madeira morta faz aumentar a probabilidade de incêndios catastróficos. Diferentemente do Cerrado típico, o cerradão não é uma vegetação adaptada ao fogo. Se queimado em condições extremas, passa a funcionar como uma floresta degradada”, pondera a pesquisadora. Para Rodrigues, o estudo apresenta a dinâmica de uma parcela permanente de mais de 10 hectares contínuos do cerradão paulista, com dados surpreendentes da velocidade, intensidade e direção das mudanças na composição de espécies arbóreas ao longo de um período temporal. “Trata-se de uma grande contribuição para sustentar boas políticas públicas de conservação e restauração da biodiversidade, em um contexto desafiador de mudança climática”. Além disso, a pesquisa consolida cientificamente uma hipótese já cogitada pelos pesquisadores, mas que ainda não havia sido totalmente testada nessa escala: que a atitude simplista de apenas proteger a biodiversidade, isolando os fragmentos naturais ou restaurados de qualquer perturbação antrópica, mas ignorando o contexto histórico e cultural de manejo sustentável de ecossistemas naturais, pode não ser a melhor solução, inclusive para a biodiversidade. O estudo recebeu apoio da FAPESP por meio do Projeto Temático “Diversidade, dinâmica e conservação de árvores em florestas do Estado de São Paulo: estudos em parcelas permanentes”, coordenado por Rodrigues. O artigo Tree community dynamics in the cerradão (2002-2016): A case of biome pode ser acessado em https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0378112724000082?via%3Dihub .

O estudo foi publicado na revista científica Nature.

Floresta amazônica é responsável pela remoção de 400 milhões de toneladas de carbono

A elevação do CO2 pode causar uma queda no vapor d’água emitido pela floresta que levaria a uma redução anual de 12% no volume de chuvas.

Em artigo publicado na revista Nature Geoscience no início de agosto, um grupo de pesquisadores, liderados pelo ecólogo David Lapola, da Unicamp, afirma que a ausência de fósforo na floresta amazônica pode impedir que árvores reajam ao aumento de gás carbônico atmosférico associado às mudanças climáticas. O estudo realizou simulações usando 14 modelos computacionais de vegetação para entender o que acontecerá com as árvores da região. Os pesquisadores avaliam que se submetida a estresse hídrico, a floresta amazônica poderia encolher, dando espaço para o avanço de uma vegetação mais típica de Cerrado. Entretanto, esta hipótese perdeu força após testes em regiões temperadas mostrarem que plantas podem ser capazes de superar as dificuldades a serem impostas pela mudança climática. Uma classe de experimentos chamada Free-Air Carbon Dioxide Enrichment (Face) indicou que, nas florestas de clima temperado, o CO2 ajuda na adaptação das árvores ao novo clima que enfrentarão. Para saber se essa premissa é válida também para florestas tropicais, um consórcio internacional liderado pelo Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (Inpa) planejou um experimento similar a ser realizado ao norte de Manaus. A proposta do Amazon-Face consiste essencialmente em borrifar um grande volume de CO2 sobre algumas parcelas de floresta para estudar como as árvores ali reagem a uma maior concentração de carbono no ar. O projeto está em fase de implementação e requer conhecimento de como a floresta se comporta em condições naturais. “A ciência ainda sabe muito pouco sobre como as plantas da região fazem para burlar essa limitação de fósforo”, diz Lapola. “Muitas árvores em florestas tropicais – incluindo as da Amazônia – obtêm fósforo por meio de interação com fungos. A planta dá açúcar para o fungo, que fornece nutrientes para a planta. Mas não sabemos, por exemplo, se os fungos preservarão sua habilidade de desmineralizar fósforo do solo no contexto de mudança climática”. Dos 14 modelos matemáticos usados pelos cientistas do Amazon-Face para esse estudo, três consideravam apenas o ciclo de carbono e cinco também levavam em conta o nitrogênio. Outros seis incluíam o fósforo. Quando comparados uns com os outros, os resultados indicaram que a escassez de fósforo dos solos amazônicos comprometeria em cerca de 50% a capacidade das árvores de absorver o carbono extra que estará no ar. Medindo a produtividade líquida das plantas em gramas (g) de carbono absorvidos por metro quadrado a cada ano e considerando um cenário de alta concentração de CO2 no ar, as árvores chegariam a um valor de cerca de 160 g. Quando a escassez de fósforo era considerada na equação, porém, esse valor caía. Alguns modelos indicaram uma queda pequena, para 142 g. Outros sugeriram uma queda drástica, para 16 gramas. “De maneira geral, embora isso não seja exatamente um resultado ruim para a floresta amazônica, é um resultado ruim para o clima global”, afirma Marcos Heil Costa, líder do Grupo de Pesquisa em Interação Atmosfera-Biosfera da Universidade Federal de Viçosa (UFV). “Os resultados sugerem que a floresta amazônica teria um papel menos importante para sequestrar o carbono emitido pela humanidade por meio da queima de combustíveis fósseis, dificultando cada vez mais estabilizar a concentração de CO2 atmosférico”.

Segundo estudo realizado no âmbito do programa Biota e com apoio da Fapesp, as chamadas áreas úmidas possuem cerca de três vezes mais biodiversidade do que o previsto. Alguns exemplos dessas áreas são vegetações como igapós, pântanos, campinas, mangues e várzeas que margeiam nascentes e depressões de terrenos. Ao todo, o levantamento reuniu 3.615 espécies de árvores conhecidas, a mais abrangente listagem de espécies arbóreas presentes em áreas úmidas. O estudo foi publicado pela PLOS One . Os autores combinaram dados disponíveis em inventários florestais e coleções biológicas sobre os nove países em que a bacia amazônica se faz presente. “A lista com o nome de todas as espécies é a grande contribuição desse trabalho, que tem acesso aberto. Com ela, será possível avançar em estudos futuros, pois há um vazio de conhecimento botânico sobre as áreas úmidas, principalmente nos afluentes dos rios Solimões e Amazonas. Se houvesse mais inventários o número de espécies poderia triplicar de novo rapidamente”, disse Bruno Garcia Luize , primeiro autor do artigo e doutorando no Instituto de Biociências da Universidade Estadual Paulista (Unesp), campus de Rio Claro, com bolsa da Fapesp. O pesquisador afirma que estudos anteriores focavam apenas florestas alagáveis das várzeas dos rios de água branca e de planícies de inundação. Desta vez, incluímos dados de igapós, de campinas alagadas e de mangues, por exemplo. “Além disso, conseguimos adicionar informações da calha do Solimões-Amazonas, de afluentes importantes a partir de raros inventários florestais nos rios Purus, Juruá, Madeira e vários outros”. Para os pesquisadores, a alta quantidade de espécies arbóreas é indicador de que as áreas úmidas têm papel importante no mecanismo de manutenção e geração de diversidade na Amazônia. As florestas de áreas úmidas têm grande sazonalidade, com variações de períodos de seca e de alagamento, quando as árvores podem ter até oito metros de inundação. As áreas úmidas podem ser consideradas filtros ambientais que selecionam indivíduos e espécies capazes de tolerar inundações e secas recorrentes durante sua vida útil. “É um ambiente incrivelmente bonito. O igapó, por exemplo, é uma das imagens mais emblemáticas da Amazônia. Por quatro ou cinco meses, os embriões das árvores ficam submersos enquanto se desenvolvem. Isso ao mesmo tempo em que macacos passam pelas copas das árvores ou um boto-rosa se alimenta de peixes dentro da floresta”, disse Garcia. O total de espécies de áreas úmidas da Amazônia engloba 53% das 6.727 espécies confirmadas em estudo mais recente da flora arbórea de toda a Amazônia. Para pesquisadores da Unesp esta proporção de árvores acontece pelo intercâmbio entre as espécies. Segundo Garcia, essa diferença leva a crer que ocorre um ajuste fisiológico ao longo da vida das árvores, ou que as populações que cresceram nas áreas úmidas já estão se adaptando para aquele ambiente. A América do Sul é considerada a região com maior quantidade de áreas úmidas, ecossistema fundamental para o balanço de água doce no planeta. Os pesquisadores destacam que é preciso entender melhor a variação entre as características, sejam metabólicas ou fisiológicas, das espécies que vivem tanto em terra firme como em zona úmida. O artigo The tree species pool of Amazonian wetland forests: Which species can assemble in periodically waterlogged habitats?(doi: 10.1371/journal.pone.0198130), de Bruno Garcia Luize, José Leonardo Lima Magalhães, Helder Queiroz, Maria Aparecida Lopes, Eduardo Martins Venticinque, Evlyn Márcia Leão de Moraes Novo, Thiago Sanna Freire Silva, pode ser lido em http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0198130

Um estudo publicado na Nature Climate Change mostra que a conservação com foco somente no carbono nas florestas tropicais, como é o caso da Amazônia, pode levar à perda de até 75% da biodiversidade desses biomas. O trabalho foi realizado pela Embrapa Amazônia Oriental, do Pará, e pelo Centro de Meio Ambiente da Universidade de Lancaster, do Reino Unido, e partiu da seguinte questão: as medidas de proteção ao carbono nas florestas tropicais também garantem a sobrevivência das espécies de plantas e animais nesses locais? Os pesquisadores descobriram que os investimentos com intuito de evitar perdas de carbono nessas florestas tropicais são menos eficazes para a biodiversidade nas florestas de maior valor ecológico. Isto significa que a floresta tropical não terá sua riqueza de espécies preservadas, enquanto se considerar somente os estoques de carbono. “Proteger os estoques de carbono das florestas tropicais deve permanecer um objetivo central em políticas de conservação e restauração florestal. No entanto, para garantir a manutenção da riqueza de espécies dessas áreas, a biodiversidade precisa ser tratada também como foco central desses esforços”, alerta a pesquisadora Joice Ferreira, da Embrapa Amazônia Oriental, uma das autoras principais do artigo. Para chegar a tal conclusão os pesquisadores realizaram medições durante 18 meses sobre o conteúdo de carbono e a variedade de espécies de plantas, pássaros e besouros em 234 áreas nos municípios paraenses de Santarém e Paragominas. Foram analisados quatro tipos de florestas: primária com pouquíssima ou nenhuma intervenção humana; floresta com extração madeireira; floresta com extração madeireira e queima; e floresta secundária, aquelas que já passaram por intervenções e estão em processo de recuperação.