Florestas de montanha são melhores no armazenamento de carbono - bem, na realidade, eles são melhores em tudo - de acordo com um novo estudo realizado por pesquisadores da CyVerse, projetos financiados pela NSF, Jetstream, e o Observatório da Zona Crítica de Boulder Creek.

Tyson Swetnam, um ecologista e informático científico na sede da CyVerse na Universidade do Arizona, utilizou recursos do CyVerse para conduzir o GIS (sistema de informação geográfica) e análises estatísticas, e compartilhar os dados com seus colaboradores. A equipe usou uma estratégia de ciência aberta apoiada pela CyVerse para fazer seus dados, análises, e código para seus cálculos, todos disponíveis gratuitamente para os pesquisadores reutilizarem.

O estudo, que foi parcialmente financiado por vários subsídios da National Science Foundation (NSF), incluindo o Observatório da Zona Crítica de Boulder Creek (CZO) e o Centro Nacional de Mapeamento Aerotransportado a Laser (NCALM) da Universidade de Houston, e pelo Programa de Ciência do Ecossistema Terrestre do Departamento de Energia, é publicado na revista científica de acesso aberto Ecosfera .

As árvores são um dos reservatórios de carbono mais importantes da Terra, absorvendo dióxido de carbono - um gás de efeito estufa - da atmosfera como parte de seu processo de respiração. Ainda, em paisagens montanhosas, as árvores não são agentes solitários no armazenamento de carbono. Há mais coisas acontecendo; fatores como disponibilidade de nutrientes, profundidade do solo, precipitação, e fluxo de água superficial, entre outras coisas, todos impactam a saúde de uma floresta e sua capacidade de armazenar carbono.

Swetnam e colegas do NSF CZOs estudam esse quadro geral ao pensar sobre como o terreno complexo influencia o ciclo do carbono. A zona crítica é definida como a zona do topo das árvores ao fundo do armazenamento de água subterrânea em rochas cristalinas que interagem e são impactadas por mudanças no clima e no uso da terra.

"As montanhas capturam primeiro a umidade atmosférica à medida que ela esfria e se condensa na altitude, e que a chuva e a neve fornecem umidade que eventualmente se move para o fundo dos vales, "disse Swetnam. A neve derretida das montanhas alimenta os rios do planalto do Colorado, onde o estudo foi realizado.

“Áreas concentradas de umidade do solo levam ao aumento da produtividade florestal, e maior biomassa leva a mais sequestro de carbono, "Swetnam continuou. Acontece que as montanhas fornecem a mistura especial para o armazenamento ideal de carbono florestal.

A topografia variável é ainda mais importante em ecossistemas áridos ou estressados ​​por umidade, Swetnam disse. "No deserto a sudoeste, se não tivéssemos montanhas, não teríamos florestas. Precisamos do terreno complexo para criar precipitação. "

"Vemos isso todo verão em Tucson, " ele adicionou, "quando nuvens de chuva se formam sobre as montanhas de Santa Catalina durante a temporada de monções."

A equipe analisou os registros de precipitação para três locais de estudo em Boulder Creek CZO nas Montanhas Rochosas perto de Boulder, Colorado, bem como dados LIDAR (detecção e alcance de luz) sobre densidade e altura de árvores coletados por uma aeronave sobrevoando os locais de estudo como parte de uma iniciativa do NCALM.

"Nosso estudo é o primeiro a considerar a variabilidade do carbono em comparação com a distribuição de umidade ao longo do gradiente de elevação, "Swetnam disse.

O pensamento convencional indicaria que as árvores que crescem em altitudes mais elevadas devem ter um desempenho melhor, já que há mais precipitação na altitude, mas "quando você olha para uma bacia hidrográfica inteira, a produtividade da floresta no fundo dos vales supera em muito a dos cumes, "Swetnam observou. Árvores localizadas em vales, onde os solos são profundos e a umidade é coletada da precipitação que flui dos picos circundantes, são mais produtivos e melhores no armazenamento de carbono.

Não se sabe como as mudanças climáticas irão influenciar as florestas montanhosas, Swetnam disse. "Prevemos que vai ficar mais quente e seco, e as florestas competirão entre si pela água. Se as árvores morrerem nas encostas superiores, talvez mais água esteja disponível para as árvores abaixo, mas inversamente, talvez as árvores que estão aclimatadas a ter água constante morram mais cedo quando seus recursos hídricos forem reduzidos. "

Sem considerar, ele disse, é importante que os tomadores de decisão sobre o uso da terra, que estão considerando quais madeira devem ser tratadas ou preservadas, considere que a topografia influencia a robustez das florestas, produtividade, e capacidade de armazenar carbono.

Swetnam e seus colaboradores usaram o CyVerse Data Store e o Jetstream Cloud da NSF hospedados pelo Extreme Science and Engineering Discovery Environment para compartilhar seus dados e cálculos à medida que concluíam o estudo.

"A disponibilidade dos recursos computacionais CyVerse e Jetstream torna os cálculos GIS mais rápidos e fáceis, "Swetnam observou.

Os dados estão disponíveis para download no repositório de dados CyVerse Data Store e Critical Zone Observatories. O código para os cálculos está disponível nas seções suplementares do artigo.