Nos últimos séculos, como nós, humanos, limpamos campos para fazendas, construímos estradas e rodovias, e cidades expandidas cada vez mais para fora, estivemos cortando árvores. Desde 1850, reduzimos a cobertura florestal global em um terço. Também mudamos a aparência das florestas:muitas das florestas do mundo agora existem em fragmentos agitados, com 20 por cento da floresta restante dentro de 100 metros de uma borda, como uma estrada, quintal, milharal, ou estacionamento.

Os cientistas estudaram florestas fragmentadas por décadas, principalmente para avaliar seus efeitos sobre a vida selvagem e a biodiversidade. Mas recentemente, dois cientistas do Boston University College of Arts &Sciences (CAS) - Andrew Reinmann (GRS'14), um associado de pesquisa de pós-doutorado, e Lucy Hutyra, um professor associado de Terra e meio ambiente - voltaram sua atenção para outra questão:os efeitos dos fragmentos florestais no armazenamento de carbono e nas mudanças climáticas. Eles descobriram que as florestas temperadas de folha larga, como as arquibancadas de carvalho vermelho comuns na Nova Inglaterra, absorvem mais carbono do que o esperado ao longo de suas bordas, mas também descobriram que essas bordas são mais suscetíveis ao estresse térmico. A pesquisa, financiado pela Administração Oceânica e Atmosférica Nacional, a Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço, e a National Science Foundation, e publicado em 19 de dezembro, Edição de 2016 da Anais da Academia Nacional de Ciências , oferece boas e más notícias sobre a fragmentação florestal. Isso sugere que, embora essas florestas possam ser sumidouros de carbono mais valiosos do que se pensava, eles também são mais sensíveis às mudanças climáticas.

"Ter estimativas precisas do que essas árvores na borda estão fazendo - quanto carbono estão retirando da atmosfera - é muito importante quando pensamos sobre nosso clima futuro, "diz Reinmann, autor principal do artigo.

A concentração atmosférica anual de dióxido de carbono (CO2), um potente gás de efeito estufa e agente do aquecimento global, aumentou em mais de 40% desde o início da Revolução Industrial e continua crescendo. As florestas desempenham um papel crítico como sumidouro de carbono, absorvendo cerca de 25% das emissões de CO2 que nós, humanos, colocamos no céu.

A maior parte de nossa compreensão da dinâmica do carbono florestal vem do estudo de florestas rurais intactas, como Hubbard Brook em White Mountains de New Hampshire e Harvard Forest em Petersham, MA, não de estudar fragmentos florestais. "Quando você fragmenta uma floresta, você muda muito as condições de crescimento da floresta que é deixada para trás, "diz Reinmann, "mas não temos um bom entendimento de como essa mudança afeta o sequestro e armazenamento de carbono."

Descobrir, Reinmann e Hutyra coletaram dados de 21 parcelas florestais fragmentadas ao redor de Boston, medindo cerca de 500 árvores. Em oito dessas parcelas, eles deram um passo adiante, tirando amostras de testemunhos de árvores com mais de 10 centímetros de diâmetro, um total de 420 núcleos de 210 árvores. Eles usaram os núcleos, e outros dados, para calcular a rapidez com que as árvores cresceram. O tamanho e a taxa de crescimento de uma árvore indicam quanto carbono ela pode absorver e também quanto estresse está sofrendo.

Reinmann e Hutyra descobriram que fragmentos de floresta crescem mais rápido ao longo das bordas do que florestas intactas, absorvendo mais carbono do que o esperado. "Quando você cria essa vantagem, você essencialmente está reduzindo a competição e liberando recursos como luz, agua, e nutrientes para as árvores, "diz Reinmann, quem observa que o efeito se estende em cerca de 20 metros da borda da floresta. Curiosamente, a descoberta pode ser válida apenas para florestas temperadas de folha larga, comuns na Nova Inglaterra, os Apalaches, Canadá, e Europa. A floresta amazônica tem o efeito oposto quando fragmentada, com menor biomassa e menos armazenamento de carbono ao longo das bordas.

"Os silvicultores e madeireiros sabem disso intuitivamente há muito tempo:se você entrar e reduzir a competição por recursos, os indivíduos restantes crescerão mais rápido, "acrescenta Hutyra." A nova peça deste trabalho foi quantificá-lo através dessas bordas, veja o quão longe na floresta ele vai, e contextualizar o quanto essa fragmentação é importante em uma parte do mundo - o sul da Nova Inglaterra - que sabemos ser um grande sumidouro líquido de carbono. "

Embora isso pareça uma vitória para nossas florestas irregulares da Nova Inglaterra, o desmatamento ainda é ruim para o sequestro de carbono em geral. "Quando você fragmenta uma floresta, a floresta remanescente pode compensar um pouco do que foi perdido, mas não completamente, "diz Reinmann." Portanto, pode não ser tão terrível do ponto de vista do carbono como pensávamos, mas ainda está ruim. "

Compensando essa (um tanto) boa notícia está a outra descoberta do jornal:essas bordas da floresta, mais exposto ao vento e ao sol, crescer mais lentamente quando estressado pelo calor.

"Você perde muitos benefícios de carbono em anos quentes, "diz Reinmann, que descobriu que o "número mágico" para árvores locais é cerca de 27 ° C (80,6 ° F), que corresponde à alta temperatura média em julho, nosso mês mais quente. "Mas quando você ultrapassa esse limite, as árvores crescem muito mais devagar, ", diz ele. E a notícia realmente ruim:se as temperaturas regionais continuarem a aumentar em ritmo constante, o atual benefício de carbono oferecido pelas bordas da floresta pode diminuir significativamente. "Se este sumidouro de carbono desligar de repente, nossas projeções para o clima futuro vão mudar, "diz Reinmann." Portanto, nosso entendimento atual e modelos ecológicos, que não contam para isso, estão faltando algo importante. "

Reinmann e Hutyra estão atualmente expandindo o trabalho para estudar as florestas rurais e, até agora, encontraram efeitos ainda maiores nelas. Eles também esperam usar imagens de alta resolução e análises químicas mais precisas para olhar mais de perto as amostras de núcleo para ver como o crescimento e a fotossíntese mudam ao longo dos dias, temporadas, ondas de calor, e outros estressores ambientais. Mais dados podem levar a melhores modelos, diz Hutyra.

"À medida que continuamos a gerenciar mais ativamente nosso cenário, seja pensando na intensificação da agricultura no Brasil ou na expansão urbana na China ou no desenvolvimento urbano em expansão aqui, a fragmentação da paisagem é onipresente. É provável que fique, se não aumentar, "diz Hutyra." Portanto, quantificar os efeitos de toda essa fragmentação é realmente importante para entender a capacidade de longo e curto prazo das florestas de continuar a absorver carbono, e para sermos capazes de modelar isso com precisão para projetar o clima futuro. "