Como as florestas começam a falhar, uma folha de cada vez

Num laboratório florestal suíço, os cientistas acompanharam como as folhas da faia e do carvalho se arrefecem e identificaram o momento em que o calor e a seca as empurram para além dos seus limites.

Na primavera e no verão, as copas das florestas de carvalhos e faias formam camadas de verde. As folhas tremeluzem, moldando o fluxo de luz e ar. O efeito é quase sem esforço, um mundo sombreado mantido em equilíbrio. Mas, à medida que ocorrem as ondas de calor e as secas, esse equilíbrio começa a deteriorar-se e os primeiros sinais de stress aparecem frequentemente nas folhas antes de se espalharem por florestas inteiras.

Os recentes verões quentes e secos danificaram as florestas numa escala visível do espaço. As folhas secaram, chamuscaram, desbotaram e até morreram semanas ou meses antes do previsto e, num novo estudo publicado na segunda-feira, os cientistas identificaram limites climáticos além dos quais as folhas são irreversivelmente danificadas.

Os pesquisadores examinaram de perto como as folhas individuais das faias e dos carvalhos respondem ao aquecimento. As descobertas sugerem alguns limites fundamentais para a forma como algumas árvores e folhas decíduas lidam com o estresse climático, disse a autora principal Alyssa T. Kullberg, pesquisadora de pós-doutorado no laboratório de pesquisa em ecologia vegetal do Instituto Federal Suíço de Pesquisa de Florestas, Neve e Paisagem.

Muitas espécies de árvores importantes poderão ser capazes de se adaptar ao aquecimento adicional de 4 a 5 graus Fahrenheit esperado até 2100 – se tiverem água suficiente. “Mas quando o calor e a seca se juntam, é aí que o sistema entra em colapso”, disse Kullberg.

Zonas de crescimento

Os investigadores usaram um laboratório florestal ao ar livre perto de Zurique, na Suíça, para cultivar árvores jovens em filas de câmaras de vidro. Tanto o carvalho como a faia são económica e culturalmente valiosos na Europa. As condições em alguns contentores acompanharam o ambiente natural, enquanto outros foram aquecidos em cerca de 5 graus Celsius, com a água regulada para simular a seca ou condições normais.

Sensores e câmeras montados acima monitoraram as temperaturas das folhas durante todo o verão, enquanto os cientistas moviam-se de árvore em árvore, medindo como a água flui através das folhas e quanta tensão elas podiam tolerar. Câmeras personalizadas ampliaram pequenas áreas da superfície das folhas para capturar o momento exato em que elas “queimaram”, quando o tecido verde repentinamente fica marrom.

Kullberg disse que os cientistas queriam acompanhar todos os aspectos das respostas das folhas ao aquecimento controlado, desde a forma como as folhas se arrefecem até ao ponto em que os danos visíveis começam. Um dos objetivos era determinar se a exposição precoce ao calor extremo e à seca poderia ajudar as árvores jovens a se fortalecerem com o tempo. E de certa forma, eles fizeram. A faia e o carvalho ajustaram a sua fisiologia e até aumentaram as temperaturas máximas às quais as suas folhas podiam sobreviver, disse Kullberg.

“Eles aumentaram a tolerância térmica, mas ainda não foi suficiente”, disse Kullberg. A combinação de calor e seca nas câmaras aquecidas ainda empurrou as temperaturas das folhas muito além dos novos limites, acrescentou ela.

O estudo mostra que mesmo a escassez moderada de água pode desencadear uma “espiral descendente” na forma como as folhas e as árvores respondem ao calor, disse o fisiologista vegetal Kevin Hultine, diretor de pesquisa do Departamento de Pesquisa, Conservação e Coleções do Jardim Botânico do Deserto, em Phoenix. Quando a seca e o calor coincidem, disse ele, as árvores podem perder rapidamente a sua capacidade de regular a temperatura, reduzindo o crescimento e aumentando o risco de morte.

“Infelizmente, estes resultados dizem-nos que, no curto prazo, os ecossistemas florestais provavelmente cairão num estado alterado com as alterações climáticas”, disse Hultine, que não foi autor do novo artigo. “Isso resultará na redução da biodiversidade, na redução do sequestro de carbono e no aumento do risco de megaincêndios.”

Ele disse que a nova pesquisa é valiosa porque os estudos experimentais de longo prazo sobre o estresse climático são raros. Os impactos do stress crónico e sobreposto podem levar anos a desenvolver-se, por isso o estudo ajuda a explicar como as alterações climáticas estão a remodelar a função das florestas e analisa padrões já emergentes em escalas maiores.

Choques climáticos ameaçam sumidouros de carbono

Os choques climáticos não agem isoladamente; podem propagar-se através dos sistemas florestais e amplificar-se mutuamente, à medida que árvores e folhas mais fracas se tornam mais vulneráveis ​​a insectos e incêndios florestais. Um estudo publicado no mês passado previu que as perturbações nas florestas da Europa poderiam potencialmente duplicar até ao final deste século.

As florestas absorvem actualmente cerca de 25 a 30 por cento do dióxido de carbono emitido pelas actividades humanas todos os anos, tornando-as num dos mais importantes amortecedores climáticos naturais do planeta. Mas os cientistas alertam que o calor, a seca e a desflorestação estão a enfraquecer esse papel em muitas regiões, à medida que as árvores danificadas crescem mais lentamente, morrem ou queimam.

Muitas florestas sobreaquecidas estão a começar a libertar mais carbono do que absorvem, e essa mudança começa frequentemente com uma quebra no fluxo de água através das árvores. À medida que a seca se intensifica, a tensão que puxa a água para cima pode tornar-se tão grande que a coluna líquida se rompe, permitindo que bolhas de ar se formem e se espalhem em células individuais em diferentes partes das árvores, incluindo as folhas.

Estudar como as folhas respondem ao aquecimento e à seca é fundamental porque a morte da floresta não é um evento único. É uma série de pequenas mudanças nos processos vivos que muitas vezes são invisíveis no início, até cruzarem um limiar repentino e físico. Conhecer esses limites pode ajudar a orientar a gestão florestal futura, desde a escolha de espécies de árvores mais resilientes até à melhoria dos solos e à gestão da água com mais cuidado, disse Hultine.

Kullberg alertou que, uma vez que o estudo utilizou árvores jovens sob condições controladas, os resultados podem não representar totalmente a resposta ao aquecimento em paisagens florestais inteiras. Mas ela disse que o aquecimento simulado nas câmaras de crescimento corresponde às projeções para 2100.

“Se o calor e a seca extremos no mundo real se tornarem tão intensos quanto o previsto”, disse ela, “talvez tenhamos que realmente começar a pensar em mudar as espécies que estamos cultivando nessas áreas”.