As florestas tropicais armazenam de 25% a 40% do carbono global do solo, embora ocupem apenas 7% da área terrestre da Terra. Ao funcionar como um sumidouro de carbono, as florestas tropicais evitam efeitos mais severos das mudanças climáticas.

Uma equipe de pesquisa liderada por um cientista da Colorado State University descobriu que a mudança climática afetará a capacidade das florestas tropicais de armazenar carbono . Seu estudo revela que a secagem persistente em florestas tropicais, um resultado antecipado da mudança climática, leva à perda de carbono dos solos mais férteis – e que os nutrientes do solo desempenham um papel importante em quanto carbono é liberado e quando.

"Florestas tropicais podem ser muito sensíveis a reduções na precipitação", disse Daniela Cusack, principal autora e professora associada do Departamento de Ciência e Sustentabilidade de Ecossistemas, "e elas têm algumas das maiores reservas de carbono da Terra. Como o clima está secando , esse carbono é vulnerável."

A mudança climática está reduzindo a precipitação em alguns lugares e causando mais variação ano a ano. Algumas florestas tropicais já foram documentadas como secando.

“Todo esse carbono que está armazenado nas florestas tropicais agora é como um banco”, disse Cusack. “Estamos depositando todo esse carbono e qualquer coisa que libere esse carbono vai exacerbar a mudança climática e impactar a todos”.

Cusack e sua equipe avaliaram os efeitos da secagem sazonal natural e da redução crônica das chuvas nos fluxos de carbono nas florestas tropicais. Eles descobriram que a secagem sazonal natural suprimiu a liberação de dióxido de carbono.

"Houve alguma resiliência no início, o que faz sentido porque são florestas sazonais, então estão acostumadas com a estação seca", disse Cusack. “Mas parece que depois dessa resiliência inicial, estamos atingindo um limiar em que as coisas estão mudando mais rapidamente em algumas florestas tropicais”.

O modelo de ecossistema que eles usaram no estudo previu que a secagem persistente aumentaria a liberação de dióxido de carbono de florestas tropicais mais férteis e úmidas, mas diminuiria os fluxos de CO 2 de florestas tropicais mais secas.

"Nós previmos que o local mais úmido seria mais sensível à secagem", disse Cusack. "É o menos adaptado a condições mais secas."

A expectativa era que, à medida que os locais mais úmidos secassem um pouco, eles se tornariam mais favoráveis ??aos micróbios, que decompõem o carbono do solo, transformando-o novamente em dióxido de carbono.

“O que vimos foi o oposto do que foi hipotetizado para essas florestas tropicais”, disse Cusack. O local que eles esperavam ter a maior perda de carbono, na verdade, perdeu menos carbono.

Talvez os micróbios não possam prosperar em solo infértil, disse Cusack, ou talvez a atividade microbiana seja apenas mais lenta para aumentar nos solos mais úmidos porque demoram mais para secar. Cusack disse que mais pesquisas são necessárias para determinar por que os resultados discordaram do modelo.

A perda de carbono via respiração aumentou significativamente com a secagem persistente nos solos mais férteis, sugerindo que os nutrientes desempenham um papel importante nos fluxos de CO 2 .

O estudo, denominado PARCHED for PAnama Rainforest CHanges with Experimental Drying, mediu os efeitos da secagem sazonal natural e da secagem crônica experimental no armazenamento de carbono do solo em quatro florestas tropicais distintas no Panamá.

As florestas abrangiam uma ampla gama de precipitação natural e fertilidade do solo . Isso permitiu que os pesquisadores comparassem como diferentes tipos de florestas tropicais responderiam à secagem.

Com investimento inicial da National Science Foundation, eles fizeram dois anos de medições de linha de base, começando em 2015. Em seguida, a equipe começou a monitorar os fluxos de carbono sob condições impostas pela secagem experimental em parcelas de floresta tropical em 2018, graças ao financiamento do Departamento de Energia.

Para induzir a secagem artificial, a equipe construiu coberturas parciais de estufas em lotes de 10 metros por 10 metros em cada uma das quatro florestas. A cobertura, que ficava abaixo do dossel da floresta , desviou cerca de metade da chuva do solo em cada local. Trincheiras revestidas com plástico impediram que a umidade penetrasse nas parcelas de estudo.

O estudo, publicado no Global Biogeochemical Cycles , mostrou que diferentes florestas tropicais responderão às mudanças climáticas de maneira diferente e em diferentes prazos, e que solos férteis podem ser os primeiros a reagir com grandes perdas de carbono nos trópicos.

Os pesquisadores ficaram surpresos ao ver que os nutrientes do solo parecem ter um efeito tão grande quanto a umidade do solo, o que exige atualizações dos modelos preditivos.

"Se não houver nutrientes suficientes, os micróbios parecem não responder tanto às mudanças na umidade", disse Cusack.

Os cientistas ainda não observaram mudanças no crescimento das plantas ou na conversão de CO 2 em oxigênio via fotossíntese, o que faz sentido, disse Cusack, porque as plantas são organismos maiores que demoram mais para crescer.

“Os micróbios são criaturas pequenas e tendem a responder muito mais rapidamente às mudanças climáticas e a outros tipos de distúrbios”, disse ela.

Com a secagem experimental contínua, as outras parcelas também estão tendendo à perda de carbono, disse Cusack - mais um motivo para abordar os problemas de emissões e aumentar as iniciativas de sequestro de carbono.

“Todo mundo pensa na mudança de temperatura , mas acho que a mudança na precipitação pode ser mais confusa”, disse Cusack. "É mais variável e está mudando de maneira diferente em lugares diferentes. Mas a secagem nos trópicos é uma preocupação real no que diz respeito a esses estoques de carbono."

Cusack e os resultados de sua equipe contribuíram para melhorar a modelagem do ciclo de carbono da floresta tropical.

Os modelos de carbono do solo em escala de ecossistema foram desenvolvidos para florestas temperadas , e é por isso que eles não simulam solos tropicais saturados e inférteis muito bem. Os pesquisadores atualizaram o modelo de carbono com o qual trabalharam para melhor corresponder às suas observações.

A fertilidade do solo não está totalmente representada em muitos modelos de carbono do ecossistema, especialmente para os nutrientes mais escassos nas florestas tropicais , como o fósforo. Em muitos modelos existentes de carbono no solo , as previsões de perda de carbono são baseadas principalmente na umidade do solo . Cusack disse que representar melhor os nutrientes em modelos ecológicos é um próximo passo importante nesta pesquisa.

Os autores do estudo, "Soil Respiration Responses to Throughfall Exclusion are Dissocied from Changes in Soil Umidade para Quatro Florestas Tropicais, Sugerindo Processos para Modelos Ecossistêmicos", são Cusack, Lee H. Dietterich, do Departamento de Ciência Ecossistêmica e Sustentabilidade da CSU, e Benjamin N. Sulman, com Oak Ridge National Laboratory. O Departamento de Ciência do Ecossistema e Sustentabilidade faz parte do Warner College of Natural Resources.