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O aumento da temperatura e as florestas

Por GABRIEL POPKIN – NatGeo –  25 de novembro de 2020

Algumas florestas tropicais mostram uma resistência surpreendente ao aumento da temperatura – Os cientistas estão descobrindo que uma grande percentagem das florestas tropicais consegue suportar o aquecimento global – se não forem destruídas. 

De acordo com uma nova investigação, para as florestas como a Amazônica, retratada na imagem, um futuro mais quente não significa necessariamente que as árvores estejam condenadas. – FOTO MALTE JAEGER, LAIF/REDUX

A floresta tropical mais quente do mundo não está localizada na Amazônia ou em qualquer outro lugar que possamos esperar, mas sim dentro da Biosfera 2, a instalação de pesquisa científica experimental no deserto perto de Tucson, no Arizona. Um estudo feito recentemente sobre as árvores tropicais plantadas nestas instalações no início da década de 1990 revelou um resultado surpreendente: as árvores suportaram temperaturas mais elevadas do que qualquer outra temperatura que as florestas tropicais possam vir a enfrentar durante este século.

Este estudo vem juntar-se a um número crescente de descobertas que estão a dar aos cientistas florestais algo que nos últimos anos tem sido muito necessário: esperança. As plantas podem ter recursos inesperados que as podem ajudar a sobreviver – e talvez até a prosperar – num futuro mais quente e rico em carbono. Embora as florestas tropicais ainda enfrentem ameaças humanas e naturais, alguns investigadores acreditam que os relatos terríveis sobre o seu declínio iminente devido às alterações climáticas podem ter sido exagerados.

“A biologia é engenhosa”, diz Scott Saleska, ecologista da Universidade do Arizona, em Tucson, e colíder do estudo feito na Biosfera 2. “É muito mais engenhosa do que os nossos modelos representam.”

An aerial view of deforestation in the Amazon basin forest of Brazil.

Deforestation in Altamira, Pará state, Brazil. Credit: Joao Laet/AFP via Getty

Nos últimos anos, temos assistido a uma série de relatórios alarmantes sobre as florestas e sobre os efeitos que as alterações climáticas têm sobre as mesmas. Os cientistas anunciaram que a floresta amazónica já não era um escoador de carbono; que podia estar a aproximar-se do ponto de rutura; que as florestas tropicais do mundo inteiro já estavam perto das temperaturas mais elevadas que conseguiam tolerar e que as alterações climáticas estavam a matar as árvores mais velhas.

Uma coisa é certa: as nossas emissões de combustíveis fósseis estão a criar um clima que os humanos nunca viram e que as árvores não experimentavam há muito tempo. “Estamos a empurrar as florestas tropicais para temperaturas que nunca vimos desde o Cretáceo – desde que existiam os dinossauros”, diz Abigail Swann, ecologista e cientista climática da Universidade de Washington, em Seattle.

Mas prever como é que as árvores vão responder é uma tarefa difícil. Submeter florestas inteiras a uma simulação experimental de um futuro mais quente, para além de dispendioso, é um pesadelo logístico. A maioria dos cientistas foi forçada a extrapolar resultados a partir de experiências em pequena escala, ou a partir de observações de campo, muitas vezes usando modelos de computador para fazer projeções para as próximas décadas.

Instalação única

A Biosfera 2 ofereceu uma oportunidade rara para testar o clima numa floresta de tamanho real. Embora seja mais conhecida pelas equipas de pessoas que viveram isoladamente no seu interior entre 1991 e 1994, a instalação também tem ecossistemas artificiais. Entre eles está uma floresta tropical com cerca de 2 mil metros quadrados, dentro de uma estrutura de vidro em forma de pirâmide cujo ápice se eleva quase 30 metros acima do solo do deserto. As copas das árvores aqui plantadas no início dos anos 1990 fazem agora pressão contra o teto da estrutura.

As temperaturas dentro desta estrutura excedem o que a própria Amazônia – a floresta tropical mais quente do mundo – pode vir a enfrentar neste século. Nestas condições sufocantes, as plantas que anteriormente tinham sido estudadas ao ar livre quase que interromperam a fotossíntese, o processo bioquímico que as plantas usam para transformar o dióxido de carbono em açúcares simples, que são usados pelas plantas para fins energéticos.

A Biosfera 2, em Oracle, no Arizona, tem uma floresta tropical em miniatura onde as árvores ...

A Biosfera 2, em Oracle, no Arizona, tem uma floresta tropical em miniatura onde as árvores crescem com temperaturas de 37,7 graus Celsius, muito mais quente do que estão habituadas. FOTO JESSICA LEHRMAN, THE NEW YORK TIMES/REDUX

Os dados sobre o crescimento das árvores em diferentes condições ambientais foram registados no início do ano 2000 e armazenados em servidores e discos rígidos. A ecologista Marielle Smith, investigadora de pós-doutoramento na Universidade Estadual do Michigan, viu nestes registos uma oportunidade rara para estudar uma floresta exposta a um clima futuro.

Marielle queria analisar os efeitos de duas variáveis relacionadas: o défice de temperatura e pressão de vapor, ou DPV – que basicamente é a diferença entre a quantidade de água que o ar consegue reter e a quantidade que retém num determinado local e tempo. Quando o DPV é elevado, as plantas perdem água mais depressa.

Normalmente, o DPV acompanha o aumento da temperatura, porque o ar quente consegue reter mais humidade. Mas na Biosfera, os aspersores mantinham o ar húmido, criando uma rara combinação entre muito calor e baixo DPV. O nível de COestava estável em pouco mais de 400 partes por milhão, apenas um pouco mais elevado do que o ar exterior na época.

As árvores na Biosfera fizeram a fotossíntese com a mesma taxa até as temperaturas atingirem cerca de 38 graus Celsius, de acordo com as informações avançadas por Marielle e pelos seus colegas no mês passado na Nature Plants. Por outro lado, nas florestas naturais do Brasil e do México, as taxas de fotossíntese começaram a diminuir a partir dos 28 graus.

Marielle e outros especialistas dizem que este resultado desfere um duro golpe numa teoria popular que assenta na ideia de que o calor elevado interrompe a fotossíntese – a ideia de que desativa diretamente o processo de fotossíntese.

Em vez disso, as temperaturas elevadas parecem afetar as plantas indiretamente, aumentando o DPV e, consequentemente, a secura no ar. As folhas das plantas absorvem o dióxido de carbono através de células chamadas estomas, mas estas células também libertam água – até 300 moléculas de água por cada molécula de COque absorvem. Quando o DPV aumenta em resposta a um aumento da temperatura, as plantas fecham os estomas para conter a água, mesmo que isso signifique renunciar à alimentação.

No mundo real, não são apenas as temperaturas que estão a subir: o dióxido de carbono também está a aumentar rapidamente. Isto pode ajudar a proteger as plantas do calor, diz Marielle. “Num futuro quente e com um teor elevado de CO2, os estomas podem absorver o dióxido de carbono e fecharem-se para reter a água.

“É um resultado um tanto ou quanto promissor, mas que nem sempre espelha o que observamos”, diz Laura Meredith, ecologista da Universidade do Arizona que chefia as investigações sobre a floresta tropical na Biosfera 2, mas que não participou no novo estudo. “É encorajador e esperançoso que as florestas tenham estratégias que as ajudam a adaptar e a manter a eficiência.”

No entanto, Marielle Smith admite que ainda “há um grande se”. A experiência feita na Biosfera não incluiu teores elevados de CO2, pelo que não se pode provar que as plantas vão realmente usar o COpara conservar água. “Ainda não se sabe se este mecanismo pode realmente acontecer”, diz Marielle.

Mais CO2? Não há problema.

Investigadores no Panamá estão a dar o passo seguinte, testando se os altos níveis de dióxido de carbono protegem realmente as plantas do calor. Até agora, a resposta parece ser um sim categórico.

Perto do Canal do Panamá, o botânico Klaus Winter construiu meia dúzia de cúpulas geodésicas na estação de investigação do Instituto de Pesquisa Tropical Smithsonian. As cúpulas de Klaus são muito mais pequenas do que as da Biosfera 2 e têm apenas pequenas árvores, mas oferecem-lhe controlo sobre o dióxido de carbono e sobre a temperatura.

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No trabalho apresentado por Klaus em reuniões, mas que ainda não foi publicado, as descobertas revelam que em temperaturas acima das que provavelmente iremos testemunhar neste século, as plantas bem regadas e banhadas em dióxido de carbono crescem sem problemas. O crescimento de uma espécie em específico, a árvore de madeira balsa, até aumentou exponencialmente.

 

No Instituto de Pesquisa Tropical Smithsonian, em Gamboa, no Panamá, as árvores são cultivadas em cúpulas, ...

No Instituto de Pesquisa Tropical Smithsonian, em Gamboa, no Panamá, as árvores são cultivadas em cúpulas, onde a temperatura e a humidade podem ser controladas. Aqui, as árvores bem irrigadas e expostas a muito CO2 prosperam em temperaturas acima do que se espera para este século. FOTO LUIS ACOSTA, AFP/GETTY IMAGES

Embora não seja um teste direto do mecanismo usado por Marielle Smith, esta experiência confirma que algumas árvores conseguem suportar temperaturas elevadas se receberem muito CO– e água, diz Klaus Winter. “As árvores são menos suscetíveis do que eu pensava.”

Martijn Slot, colega de Klaus Winter, tem investigado uma questão paralela: saber se as plantas se conseguem adaptar a condições mais quentes. Cada planta tem uma faixa de temperatura preferida que os investigadores mapeiam com dispositivos sensores de gás, para medir a fotossíntese ao nível das folhas enquanto o calor aumenta.

Martjin descobriu que as mudas cultivadas a 25 graus fizeram a fotossíntese de forma ideal. Mas quando Martjin cultivou as mesmas plantas a 35 graus, o ponto ideal mudou para os cerca de 30 graus. A capacidade das plantas em alterar a sua fisiologia interna é um exemplo da “plasticidade” que cada vez mais é encarada como uma defesa botânica contra as mudanças nas condições ambientais.

“Tratar as plantas como se fossem algo estático e rígido na forma como respondem às condições ambientais leva a previsões imprecisas ou provavelmente erradas”, diz Martjin. “A plasticidade deve ser levada em consideração” nos modelos computorizados que procuram prever o futuro do clima.

Também há outro indício desta resiliência que vem do trabalho de campo. Flávia Costa, do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, em Manaus, no Brasil, analisou 20 anos de dados de lotes florestais monitorizados no Brasil. Os dados incluem florestas rasteiras que têm acesso fácil a água subterrânea, fazendo com que estas plantas, como acontece com as de Klaus Winter, estejam bem irrigadas. A equipa de Flávia descobriu que estas florestas de “lençol freático rasteiro”, que ocupam mais de um terço de toda a Amazônia, cresceram normalmente e continuaram a absorver carbono durante as secas severas de 2005, 2010 e 2015.

Os estudos feitos anteriormente tinham alertado que as secas provocadas pelo clima, o crescimento acelerado e as taxas de mortalidade estavam a matar as árvores e a afetar a capacidade da floresta amazônica em continuar a servir como um escoador de carbono. Se as florestas úmidas de toda a Amazônia forem tão resilientes quanto as dos lotes de investigação, “a perda de produtividade [e] o aumento da mortalidade foram provavelmente sobrestimados”, diz Flávia.

Oliver Phillips, cientista ambiental da Universidade de Leeds, que lidera uma das maiores redes de investigação na Amazônia, concorda que as florestas úmidas e rasteiras parecem ser mais resistentes à seca do que as outras. Os seus estudos já incluem estes tipos de florestas, mas Oliver não tem a certeza se adicionar mais alteraria dramaticamente as suas conclusões. Oliver e Flávia estão agora a analisar os dados dos lotes em conjunto para gerar uma representação mais apurada sobre as florestas amazônicas.

Mas tem um porém

Todos estes estudos têm as suas lacunas e cautelas.

As florestas podem vir a enfrentar secas ainda mais severas do que qualquer outra, e isso também pode afetar as florestas úmidas e rasteiras que resistiram até agora, diz Flávia. Por outro lado, os estudos que simulam florestas têm dificuldades em replicar a diversidade impressionante das verdadeiras florestas tropicais, que podem ter árvores particularmente vulneráveis e mecanismos de resiliência ainda por descobrir. A Amazônia sozinha contém cerca de 16.000 espécies de árvores, muito mais do que as representadas na Biosfera 2, nas cúpulas de Klaus ou em qualquer modelo de computador.

As plantas de Klaus ainda são mudas, e são bem regadas. Estas plantas podem não conseguir prosperar durante as secas – algo que Klaus planeia estudar nas suas cúpulas assim que as restrições devido ao coronavírus sejam levantadas.

Nate McDowell, cientista de observação da Terra no Laboratório Nacional Pacific Northwest em Richland, Washington, que no início deste ano alertou na revista Science que as alterações climáticas já estavam a reduzir o crescimento das árvores e o armazenamento de carbono, diz que os resultados de Marielle Smith são “encorajadores”. Mas há uma questão-chave que permanece sem resposta: Será que um teor mais elevado de dióxido de carbono consegue realmente ajudar as plantas a lidar com o ar mais seco que irão enfrentar no futuro? “Esta é uma ótima questão científica”, diz Nate McDowell – “uma questão científica escaldante”.

Mesmo que as concentrações mais elevadas de COmantenham as plantas vivas, as plantas podem responder ao calor ficando mais pequenas, porém mais resistentes, acrescenta Marielle, fazendo com que os seus estudos e os de Nate McDowell sejam potencialmente complementares, em vez de se contradizerem. Na verdade, a floresta da Biosfera mudou ao longo das suas três décadas, possivelmente devido às condições extremas que enfrentou. As árvores na Biosfera que produzem um químico chamado isopreno, que parece ajudar as plantas a fazer a fotossíntese em temperaturas elevadas, sobreviveram melhor do que as árvores que não o produzem – uma mudança cujas implicações ainda estão a ser descortinadas.

“Podemos estar inadvertidamente a criar uma Amazônia mais resiliente”, diz Marielle, “mas também uma que não será necessariamente capaz de armazenar a mesma quantidade de carbono”.

Este artigo foi publicado originalmente em inglês no site nationalgeographic.com.

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