Cientistas ambientais do Laboratório Nacional de Brookhaven do Departamento de Energia dos EUA (DOE) lideraram uma colaboração internacional para melhorar as observações de satélite de florestas tropicais.

Responsável por quase um terço da fotossíntese terrestre do mundo, as florestas tropicais são um bioma crítico para examinar as mudanças climáticas e seus impactos potenciais em toda a Terra.

"Se pudermos melhorar nossa compreensão de quanto dióxido de carbono (CO2) é absorvido pelas regiões tropicais, podemos melhorar as projeções climáticas futuras, "disse Jin Wu, um cientista do Departamento de Ciências Ambientais e Climáticas de Brookhaven.

As imagens de satélite são uma das ferramentas mais comuns que os cientistas usam para observar as florestas tropicais, mas a eficácia do método tem sido objeto de debate. Alguns pesquisadores argumentaram que as mudanças sazonais na "verdura" das florestas tropicais, como os satélites mostraram recentemente, pode ser enganoso. Agora, a colaboração liderada por Brookhaven usou observações de campo e modelos computacionais para ajudar a esclarecer a controvérsia. Seus resultados, publicado em 9 de fevereiro em Novo Fitologista , também lançou luz sobre os processos biológicos que mudaram a compreensão dos cientistas sobre a sazonalidade nas florestas tropicais.

Focando no dossel

Os satélites se ampliam, imagens abrangentes da superfície da Terra para obter imagens do bioma tropical global. Capturado rotineiramente, essas imagens de satélite permitem que os cientistas observem as mudanças nas copas das árvores ao longo do ano. Mudanças no verde das copas podem indicar quanta luz - e, portanto, quanto CO2 - as árvores estão absorvendo. Ainda, porque esses satélites tiram imagens muito acima das copas das árvores e coletam dados em grandes áreas de florestas, a resolução é muito baixa para identificar por que essas mudanças estão ocorrendo.

"Um pixel em uma imagem de satélite cobre quase um quilômetro quadrado de floresta. Isso é enorme, "disse Wu, quem conduziu o estudo. "Então, dentro desta enorme pegada, não podemos dizer que tipo de processos biológicos estão ocorrendo. É por isso que integramos dados baseados em campo com os modelos computacionais, que rastreiam as interações entre a luz e as folhas dentro da copa da floresta, para avançar nossa compreensão do que está acontecendo nessas imagens de satélite. "

Com a ajuda de escaladores de árvores profissionais, os cientistas coletaram dados de campo sobre três fatores que afetam o verde das copas:a quantidade de folhas presentes, a idade das folhas, e se as árvores eram caducas (perdem as folhas anualmente) ou perenes (retêm as folhas por mais de um ano). Geral, eles descobriram que suas observações de campo eram muito parecidas com as imagens de satélite, confirmando a precisão dos satélites. Além disso, eles quantificaram a influência de cada um desses três fatores no verde do dossel.

"Em estudos anteriores, os cientistas sempre presumiram que as folhas são exibidas de maneira homogênea na paisagem da floresta, mas descobrimos que isso não é verdade, "Disse Wu." Mesmo em uma floresta tropical, descobrimos que árvores decíduas e perenes podem coexistir. O mesmo é verdade para florestas sazonalmente secas. Além disso, o momento da queda das folhas varia entre as diferentes árvores decíduas, criando uma grande heterogeneidade na exibição de folhas no espaço e no tempo. "

O crescimento de folhas individuais também é exclusivo para cada árvore.

"As folhas realmente se comportam de forma semelhante aos humanos, "Wu disse." À medida que envelhecemos, nossa taxa metabólica vai mudar, e o mesmo vale para as folhas. Quando são folhas de bebê, suas taxas de fotossíntese são realmente baixas, e isso significa que eles só podem absorver pequenas quantidades de CO2 de nossa atmosfera. Quando eles se tornam maduros, eles podem tirar muito CO2 da atmosfera. E quando eles envelhecem, eles absorvem menos CO2 novamente. É uma resposta convexa. "

Isso significa que a sazonalidade das florestas tropicais é muito mais complexa do que os cientistas acreditavam. Em estudos futuros, os cientistas precisarão considerar o papel da heterogeneidade das folhas nas observações de satélite para analisar com precisão o impacto do clima nas florestas tropicais.

Para continuar estudando como a ecologia diversa das florestas tropicais se relaciona com as mudanças climáticas, Wu e seus colegas em Brookhaven instalaram uma rede de câmeras em vários locais nos trópicos. Todos os dias, essas câmeras capturam automaticamente imagens do dossel em diferentes alturas, permitindo que a equipe de Brookhaven conduza observações de alta resolução de florestas tropicais. As câmeras irão operar por mais de dois anos e capturar dois ciclos anuais de mudanças ambientais.

"Os dados dessas câmeras nos permitirão ver diretamente quando as folhas novas crescem ou as folhas velhas caem de cada árvore durante o ciclo anual, "Disse Wu." Agora, temos informações no nível da folha de nossas medições de campo mais os dados baseados em câmeras para continuar melhorando nossa interpretação de observações de satélite e modelos climáticos para melhor projetar o clima futuro. "