Os anéis das árvores contam a história do que está acontecendo fisiologicamente à medida que a supressão do fogo torna as florestas mais densas e menos tolerantes à seca, pragas e incêndios florestais, nova pesquisa mostra.

Cientistas da Oregon State University e da Utah State University estudaram 2, 800 hectares de floresta de coníferas mistas no centro de Oregon, com muitos dos pinheiros ponderosa na área de estudo datando de centenas de anos antes de 1910, quando apagar incêndios florestais tornou-se política federal.

Outras árvores na área, onde a história do fogo foi estudada extensivamente, eram mais jovens, comparativamente grandes abetos intolerantes ao fogo e à seca.

As evidências, publicado em Biologia de Mudança Global , indicam que à medida que os grupos de árvores se tornaram mais densos ao longo do século passado, as árvores foram forçadas a usar progressivamente mais do isótopo estável mais pesado de carbono para a fotossíntese, indicativo de aumento do estresse hídrico, pois restringiu a passagem de gases em suas folhas.

A pesquisa também sugere que os níveis crescentes de dióxido de carbono - o CO2 atmosférico aumentou 40% desde o início da era industrial - não podem ajudar as árvores a superar os efeitos das florestas que se tornaram mais densas sem incêndios.

"Queríamos documentar a trajetória de sensibilidade ao estresse da seca em resposta ao déficit de incêndios progressivamente crescente, e o nível limite de ocupação do estande onde diminui a resistência e resiliência ao estresse hídrico, escaravelhos e incêndios florestais "disse o co-autor do estudo, Christopher Still, do OSU College of Forestry." Esta foi uma interseção da ecologia do fogo e da ecologia fisiológica - duas áreas que não se encontram com a frequência que deveriam. "

Antes de 1910, Os frequentes incêndios superficiais de baixa gravidade desempenharam um papel fundamental na manutenção das florestas das regiões montanhosas secas do oeste dos Estados Unidos. Nas décadas seguintes, os déficits de incêndio que resultaram da política federal - em conjunto com o pastoreio, madeireiras e mudanças no uso da terra - causaram grandes mudanças estruturais em florestas mais antigas, à medida que espécies tolerantes à sombra e ao fogo se mudaram.

Durante o mesmo período de tempo, as concentrações de dióxido de carbono na atmosfera não só aumentaram, mas aumentaram a uma taxa cada vez maior; as concentrações mais altas de CO2 afetam as trocas gasosas da folha - os processos pelos quais as árvores obtêm oxigênio para a respiração e dióxido de carbono para a fotossíntese.

"Nós sabemos há muito tempo que a supressão de incêndios tem levado a florestas aglomeradas, o que significa mais competição por recursos, "disse o estudante de graduação do College of Forestry Andrew Merschel, outro co-autor do estudo. "Sabemos disso por causa disso, as árvores são mais sujeitas à seca, o que faz sentido - há menos água atingindo as profundezas do solo e mais árvores bombeando. Nossa pesquisa mostra de forma fisiológica o que está acontecendo. Pensamos que haveria sinais nos anéis anuais das árvores, e há."

Uma árvore adiciona um anel para cada ano de crescimento, e em uma conífera o anel consiste em uma porção de "madeira primitiva" de cor mais clara e um componente de "madeira tardia" de cor mais escura.

A variação do tamanho do anel reflete a temperatura e a precipitação no momento em que o crescimento ocorreu. E a química de cada anel também conta uma história, incluindo se uma árvore pode usar mais do isótopo de carbono-12 mais leve que preferir, ou teve que recorrer ao uso de relativamente mais do isótopo de carbono-13 mais pesado para a fotossíntese também.

Registros de isótopos de carbono em anéis de árvores também mostraram que as árvores respondem à seca tornando-se mais eficientes no uso da água.

O que não era conhecido, no entanto, foi se aumenta a eficiência do uso da água, reforçado pelo aumento das concentrações de CO2, foram suficientes para superar o aumento do estresse hídrico resultante de um pulso de crescimento recente de mais jovens, árvores intolerantes ao fogo.

“O aumento da densidade das árvores parece superar os benefícios da fertilização com dióxido de carbono, '", Disse Merschel." Não é necessariamente ruim se for mais jovem, árvores sensíveis à seca que se estabeleceram desde a exclusão do fogo morrem porque isso é consistente com a forma como essas florestas costumavam ser - mais abertas, permitindo que o pinheiro ponderosa vivesse até os 600 anos. Menos árvores e competição reduzida permitem que os velhos, árvores resistentes ao fogo que sobreviveram a séculos de seca, insetos, e fogo para persistir como a espinha dorsal estrutural das florestas secas. "

O autor principal Steven Voelker, da Universidade do Estado de Utah, observa que a sensibilidade à seca das florestas nas regiões montanhosas secas do noroeste do Pacífico pode ser agravada à medida que as mudanças climáticas aumentam a duração da estação sem neve.

"Uma pesquisa recente da OSU e de outras instituições também mostra que as florestas mais densas reduzem a acumulação de neve no noroeste, "Voelker disse." Não podemos prever exatamente como todos esses fatores que afetam as florestas irão interagir no futuro, mas é certo que as florestas de densidade mais baixa terão mais neve e menos estresse hídrico. "

E sem "grandes mudanças na política e gestão destinadas a reduzir a densidade de povoamentos, "muitas florestas no centro de Oregon vão cruzar um limite que as torna menos resistentes à seca e menos resilientes a incêndios florestais e surtos de escaravelhos, ele disse.

O trabalho futuro deste grupo de pesquisa irá expandir as análises de isótopos de anéis de árvores em diferentes áreas do Oregon e outras partes do oeste dos Estados Unidos para avaliar o efeito do aumento da competição nas florestas de coníferas, onde pode ser mais seco e quente - e assim fornecer uma visão mais abrangente visão de como a resiliência da floresta mudou devido à supressão do fogo.