Floresta Amazônica se adapta à seca prolongada, (mas com um custo) perde estoques vitais de carbono

Cientistas descobriram evidências surpreendentes de que a floresta amazônica pode sobreviver a condições de seca prolongada, mas a um custo significativo para sua capacidade de armazenamento de carbono e estrutura.

Em um experimento de 22 anos, pesquisadores descobriram que, após perder mais de um terço de sua biomassa durante uma “fase de transição” inicial de 15 anos, a floresta atingiu a “estabilidade eco-hidrológica”, com as árvores sobreviventes não mais sofrendo estresse por seca. Essa descoberta, publicada na Nature Ecology and Evolution, oferece insights cruciais sobre como a maior floresta tropical da Terra pode responder às mudanças climáticas — sugerindo resiliência contra o colapso total, mas alertando para perdas substanciais de carbono que podem acelerar o aquecimento global.

O estudo, publicado na Nature Ecology and Evolution, foi realizado por uma equipe liderada pelos professores Patrick Meir, da Universidade de Edimburgo, e Antonio Carlos Lôla da Costa, da Universidade Federal do Pará e do Museu Paraense Emílio Goeldi, no Brasil. Também envolveu pesquisadores das Universidades de Exeter e Cardiff, e do CREAF, na Espanha. A pesquisa foi apoiada pelo Conselho de Pesquisa do Meio Ambiente Natural (NERC), pela Royal Society e pelo Fundo Newton do Met Office do Reino Unido.

Representa o experimento de seca mais longo do mundo em florestas tropicais. Ao redirecionar aproximadamente 50% da precipitação de uma área florestal de um hectare desde 2002, os cientistas criaram condições que simulam a seca prolongada que muitos modelos climáticos preveem para a região amazônica.

Floresta se transforma em vez de entrar em colapso devido à seca prolongada

Síntese. Diagrama sintético mostrando um resumo dos resultados, incluindo a fisiologia individual (hidráulica e crescimento) e a dinâmica do carbono florestal.

As curvas que mostram o estresse fisiológico individual e a disponibilidade hídrica relativa à biomassa são aproximadas e simplificadas para fins de plotagem. Os dados mostrados na floresta não perturbada referem-se à floresta controle; a fase de estabilização refere-se ao gráfico de TFE de 2016 em diante. Os dados hidráulicos mostrados foram amostrados durante 2023-2024

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Há décadas, cientistas temem que o aumento da seca na Amazônia possa desencadear um “ponto de inflexão” catastrófico, potencialmente convertendo a exuberante floresta tropical em savana. Este experimento fornece evidências de um resultado mais sutil.

“Nossas descobertas sugerem que, embora algumas florestas tropicais possam sobreviver a secas prolongadas causadas pelas mudanças climáticas, sua capacidade de atuar como um depósito vital de carbono e um sumidouro de carbono pode ser bastante reduzida”, explica o Dr. Pablo Sanchez Martinez, da Escola de Geociências da Universidade de Edimburgo, principal autor do estudo.

Durante os primeiros 15 anos de seca experimental, a floresta perdeu aproximadamente 85 megagramas de carbono por hectare — o que representa uma redução de 34% em relação à sua biomassa inicial. Essa perda afetou desproporcionalmente as árvores maiores, cruciais para o armazenamento de carbono e o funcionamento do ecossistema.

No entanto, algo inesperado aconteceu em seguida. Em vez de continuar a declinar, a floresta se estabilizou durante os sete anos seguintes em cerca de 164 megagramas de carbono por hectare. Esse nível de biomassa ainda é substancialmente superior ao das savanas tropicais (49 megagramas) e mais próximo do das florestas tropicais secas (125 megagramas).

Árvores alcançam “homeostase hidráulica” após desbaste florestal

a–c, Estimativa da biomassa lenhosa acima do solo (a), disponibilidade hídrica relativa à biomassa (b) e variação anual da biomassa (∆Biomassa) (c) para as parcelas controle e TFE durante todo o período do experimento de seca (2002–2023). Modelos aditivos gerais foram utilizados para derivar as linhas de tendência, que são mostradas como linhas contínuas; as faixas de erro representam o intervalo de confiança (IC) de 95% para a biomassa (estimada a partir da variabilidade na densidade da madeira das espécies). ∆Biomassa e WC do solo por unidade de biomassa são mostrados. A linha tracejada vermelha representa o tempo aproximado em que a parcela TFE mudou da fase de transição para a fase de estabilização (ou seja, estabilização da biomassa). As duas fases também são representadas pela cor de fundo. O teor de água do solo é relatado separadamente

 A equipe de pesquisa descobriu que as árvores sobreviventes demonstraram uma adaptação notável às condições mais secas. Em 2023 — mais de duas décadas após o início do experimento — as árvores na parcela de seca apresentaram níveis de estresse hidráulico semelhantes aos das árvores na parcela de controle, apesar de receberem metade da precipitação.

Como isso aconteceu? À medida que a floresta perdia árvores durante a fase de transição, as árvores remanescentes passaram a ter acesso a mais água por unidade de biomassa — uma medida que os pesquisadores chamam de “disponibilidade hídrica relativa à biomassa”. Esse ajuste ecológico permitiu que as árvores sobreviventes mantivessem taxas de transpiração e teor de água nos tecidos saudáveis, mesmo durante as estações secas.

Essa descoberta surpreendente contradiz as preocupações de que a seca causaria um declínio contínuo até o colapso do ecossistema. Em vez disso, a floresta passou por uma reorganização estrutural, transitando para um dossel mais aberto, com menos árvores de grande porte, mas ainda mantendo as características florestais.

Grandes perdas de carbono antes da estabilização

Diagrama de dispersão e distribuições de biomassa acima do solo e disponibilidade hídrica real (precipitação − evapotranspiração) para toda a bacia amazônica, incluindo florestas tropicais, florestas secas e savanas. Os pontos em roxo representam áreas classificadas como florestas secas, os pontos em verde como florestas úmidas e os pontos em amarelo como savanas 34 ^, 35 ^, 36. 

Os pontos de controle (verde) e TFE (laranja) também são mostrados, representando a inclinação observada (seta preta). Grupos estatisticamente significativos para valores de biomassa relatados usando testes t bilaterais ( P  < 0,05) são representados por letras diferentes (a, b, c, d). Nossos resultados mostraram como o gráfico TFE foi significativamente diferente das florestas tropicais ( t  = 87,17, P  < 0,001), florestas secas ( t  = −62,61, P  < 0,001) e savanas ( t  = −104,92, P  < 0,001), enquanto o controle não foi significativamente diferente das florestas tropicais ( t  = −1,22, P  = 0,22) e significativamente diferente das florestas secas ( t  = −90,99, P  < 0,001) e savanas ( t  = −126,23, P  < 0,001).

O custo ecológico dessa adaptação foi alto. O experimento revelou diversas mudanças críticas na dinâmica do carbono florestal:

• Perda de 34% da biomassa florestal inicial (85 megagramas de carbono por hectare)
• Mortalidade desproporcional entre as maiores árvores
• A floresta deixou de ser uma fonte de carbono durante a fase de transição para se tornar um pequeno sumidouro de carbono durante a estabilização
• A acumulação de carbono na floresta estabilizada permanece menor do que na floresta tropical não perturbada
• As mudanças estruturais resultaram em uma copa mais aberta com menos árvores emergentes

“Embora tenha evitado o colapso induzido pela seca, a estabilização eco-hidrológica resultou em uma floresta com redução de biomassa e acúmulo de carbono na madeira”, observam os pesquisadores em seu artigo. Se esse padrão ocorresse em grandes porções da Amazônia, liberaria enormes quantidades de carbono armazenado na atmosfera, potencialmente acelerando as mudanças climáticas.

Implicações para o futuro da Amazônia sob as mudanças climáticas

O que essas descobertas podem significar para a bacia amazônica, que armazena aproximadamente 123 bilhões de toneladas de carbono em suas árvores e desempenha um papel fundamental na regulação do clima da Terra?

Os pesquisadores alertam que seu experimento simulou apenas a seca do solo em uma pequena área. As mudanças climáticas reais provavelmente trarão estressores adicionais, incluindo temperaturas mais altas, aumento da secura atmosférica, ventos mais fortes e incêndios mais frequentes. Os efeitos combinados podem causar perdas de biomassa mais severas ou prolongadas antes da estabilização.

“As respostas ecológicas ao clima podem ter impactos muito grandes em nosso meio ambiente, local e globalmente; não podemos entendê-los e prevê-los sem uma pesquisa colaborativa de longo prazo desse tipo”, afirma o professor Patrick Meir, da Escola de Geociências da Universidade de Edimburgo.

No entanto, o estudo oferece um otimismo cauteloso quanto à resiliência fundamental da Amazônia. Em vez de experimentar um “colapso do ecossistema” sob seca prolongada, a floresta parece capaz de transitar para um estado estável alternativo — embora com biomassa significativamente menor.

À medida que as mudanças climáticas se intensificam e partes da Amazônia sofrem secas mais frequentes e severas, esta pesquisa fornece insights vitais sobre como esse ecossistema crucial pode se transformar nas próximas décadas. Embora a Amazônia possa evitar o pior cenário de conversão completa em savana, as enormes perdas de carbono durante sua fase de adaptação podem ter implicações profundas para as metas climáticas globais e o combate às mudanças climáticas.