As florestas da Europa estão sentadas sobre uma bomba-relógio poluente que pode reescrever sua ecologia quando explodir, dizem pesquisadores.

Plantas de solo florestal delicadas, como azeda de madeira ou violeta, e o equilíbrio entre as espécies de árvores que se elevam acima deles, estão todos ameaçados por décadas de poluição acumulada de nitrogênio. Um estudo descobriu que a escuridão da floresta subjugou os efeitos do nitrogênio. Mas as florestas estão destinadas a permitir a entrada de mais luz no futuro, à medida que as árvores sucumbem à seca e às doenças.

As florestas cobrem 40% da área terrestre da União Europeia e estão se expandindo em alguns países, principalmente por causa da restauração ativa ou do abandono de terras agrícolas. As florestas fornecem serviços como controle da erosão e ciclagem da água, mas também estão cada vez mais ameaçadas por secas e doenças como a morte de cinzas.

Para entender como eles estão respondendo a esses desafios, é vital estudar o solo da floresta, diz o professor Kris Verheyen, um ecologista da Universidade de Ghent, na Bélgica.

"Essa camada de erva é muitas vezes esquecida. Algumas pessoas a chamam de camada intermediária - você passa por cima dela para olhar as árvores, " ele disse.

Ainda, em florestas temperadas, a vida sob os pés inclui 80% da biodiversidade da floresta. A camada de erva faz o ciclo de nutrientes essenciais, como fósforo, potássio e nitrogênio, ajuda a decompor o lixo das árvores e filtra a próxima geração de árvores, uma vez que as mudas precisam passar por ela para embarcar em sua jornada até o dossel, diz o Prof. Verheyen.

Registros

Ao tentar entender mais sobre o solo da floresta, ele liderou uma equipe que recuperou registros, voltando, em alguns casos, até 50 anos, de 4, 000 parcelas florestais em toda a Europa. Para aqueles cujas localizações foram facilmente identificadas, os pesquisadores visitaram para fazer medições atualizadas.

A equipe também transportou solos florestais de todo o continente para sua estação de pesquisa, onde os incorporou em ambientes experimentais ao ar livre, chamados mesocosmos, em que eles variaram o acesso das plantas ao nitrogênio, temperatura e luz.

"A pergunta básica que queríamos responder era como vários fatores de mudança global determinam as trajetórias de mudança ao longo do tempo, "diz o Prof. Verheyen, quem liderou o projeto, conhecido como PASTFORWARD.

Geral, a equipe descobriu que o principal fator de controle da vida na floresta era a luz, que atua como um gargalo, impedindo que outras alterações exerçam um efeito.

Poluição de nitrogênio

Um exemplo poderoso disso foi a maneira como ele conteve os efeitos da poluição por nitrogênio.

A deposição de nitrogênio é um problema crônico causado pelas emissões de amônia de fertilizantes agrícolas e a criação de óxidos de nitrogênio como subproduto da queima de combustíveis fósseis. Retira certos nutrientes do solo, acidifica a terra, e faz com que as algas cresçam nos cursos de água.

Os pesquisadores encontraram bastante deposição de nitrogênio nas florestas e documentaram suas consequências para as espécies. Mas 'os efeitos não são tão fortes como esperávamos porque ... o nitrogênio está disponível, mas as plantas (no solo da floresta) não podem realmente se beneficiar porque são limitadas pela quantidade de luz disponível, "disse o Prof. Verheyen.

Algumas plantas - tipos que tendem a se espalhar e podem sobreviver em uma variedade de ambientes, incluindo espécies não nativas - têm a maquinaria para aproveitar o excesso de nitrogênio e crescer mais; outros - que tendem a ser especialistas com pequenos intervalos - não. Em florestas sombreadas, eles estão em pé de igualdade. Mas assim que o dossel se abre e a luz entra, aqueles que podem explorar a poluição do nitrogênio têm uma vantagem.

Como resultado, As florestas europeias já estão perdendo suas espécies mais especializadas e, portanto, experimentando uma queda na biodiversidade. O Prof. Verheyen está preocupado com o risco de as copas das florestas se abrirem à medida que as árvores morrem por causa da seca e doenças que podem abrir as comportas para o nitrogênio.

"Isso levará a mudanças rápidas e muito grandes na camada de ervas, " ele disse.

A seca - ela própria um resultado da mudança climática - teve um efeito 'massivo' matando árvores nas florestas de abetos na Alemanha, Bélgica e França nos últimos anos, embora as florestas de folha larga tenham sido mais resistentes por enquanto.

Isso não significa que as florestas de folha larga estão livres de abertura de dossel - um exemplo é a doença da morte das cinzas. "Temos evidências de que, por causa da morte das cinzas, você recebe muita luz e o sub-bosque realmente explode porque a luz não é mais um recurso limitante, "disse o Prof. Verheyen.

"Essas mudanças grandes e provavelmente abruptas que podem acontecer na camada de erva afetarão a regeneração da árvore e certamente determinarão quais espécies serão capazes de passar pelo filtro de camada de erva e quais não. Isso terá suas consequências para o ciclo de nutrientes porque esta camada de erva realmente impacta a taxa de decomposição. "

Carregando

Os pesquisadores também descobriram que as florestas têm feito um trabalho notável de proteção das plantas contra a mudança climática mais ampla acontecendo fora delas.

As medições de temperatura revelaram que as florestas muitas vezes têm temperaturas significativamente diferentes daquelas que as estações meteorológicas - sempre localizadas longe das árvores - registram. No verão, por exemplo, eles são em média 4 ° C mais frios. Isso não ocorre apenas porque dosséis grossos impedem a entrada de luz, mas também porque a evapotranspiração da água através das folhas e para a atmosfera suga o calor da floresta, e a vegetação impede a entrada de brisas que mesclariam o ar quente com o frio.

Os modelos climáticos não levam em consideração esse amortecimento, apesar do fato de que dois terços das espécies do mundo vivem em florestas e os processos florestais, como o carbono e o ciclo de nutrientes, dependem da temperatura, diz o professor Pieter de Frenne, um biocientista também na Universidade de Ghent, que lidera o projeto paralelo FORMICA de investigação de microclimas florestais.

Esse, por sua vez, explica porque, na floresta intacta, tem havido menos 'reorganização' das espécies florestais do que foi previsto com o aquecimento da Europa, ele diz - a proteção da floresta permitiu que muitas espécies se agarrassem.

"Esperávamos que as plantas florestais já tivessem respondido em um grau mais forte - de modo que espécies mais adaptadas ao calor teriam entrado na comunidade e mais espécies de afinidade fria teriam diminuído ou até mesmo se tornado localmente extintas."

Mas o efeito não pode durar para sempre e se o dossel for aberto, essas espécies terão um rude despertar à medida que seu mundo se aquece com a temperatura fora da floresta.

"O amortecimento está nos dando tempo para que as espécies tenham a chance de se adaptar ao novo clima, " ele disse.

O trabalho tem implicações práticas para a forma como as florestas são manejadas e as equipes do PASTFORWARD e FORMICA agora esperam desenvolver uma ferramenta para ajudar os gestores florestais a descobrir quanto do dossel eles podem remover - por exemplo, para colheita ou como parte do ciclo de desbaste de árvores conhecido como corte - sem desencadear esse crescimento explosivo.