As florestas podem ajudar a mitigar as mudanças climáticas, ao absorver dióxido de carbono durante a fotossíntese e armazená-lo em sua biomassa (troncos de árvores, raízes, etc.). Na verdade, florestas atualmente absorvem cerca de 25-30% do nosso dióxido de carbono gerado pelo homem (CO ₂ ) emissões. Certas regiões de floresta tropical, como a Amazônia, armazenam mais carbono em sua biomassa do que qualquer outro ecossistema ou floresta, mas quando as florestas ficam sem água (não há água suficiente no solo, e / ou o ar está extremamente seco), as florestas diminuirão ou interromperão a fotossíntese. Isso deixa mais CO ₂ na atmosfera, e também pode levar à mortalidade de árvores.

Os modelos atuais do sistema terrestre usados ​​para previsões climáticas mostram que a floresta amazônica é muito sensível ao estresse hídrico. Uma vez que a previsão é que o ar no futuro fique mais quente e seco com as mudanças climáticas, traduzindo-se em aumento do estresse hídrico, isso pode ter grandes implicações não apenas para a sobrevivência da floresta, mas também para o armazenamento de CO ₂ . Se a floresta não é capaz de sobreviver em sua capacidade atual, a mudança climática pode acelerar muito.

Pesquisadores da Columbia Engineering decidiram investigar se isso era verdade, se essas florestas são realmente tão sensíveis ao estresse hídrico quanto o que os modelos têm mostrado. Em um estudo publicado hoje em Avanços da Ciência , eles relatam a descoberta de que esses modelos têm superestimado o estresse hídrico em florestas tropicais.

A equipe descobriu que, enquanto os modelos mostram que o aumento da secura do ar diminui muito as taxas de fotossíntese em certas regiões da floresta amazônica, os resultados dos dados observacionais mostram o oposto:em certas regiões muito úmidas, as florestas, em vez disso, até aumentam as taxas de fotossíntese em resposta ao ar mais seco.

"Para nosso conhecimento, este é o primeiro estudo de toda a bacia a demonstrar como - ao contrário do que os modelos estão mostrando - a fotossíntese está de fato aumentando em algumas das regiões muito úmidas da floresta amazônica durante o estresse hídrico limitado, "disse Pierre Gentine, professor associado de engenharia terrestre e ambiental e de ciências terrestres e ambientais e afiliado ao Earth Institute. “Esse aumento está relacionado à secura atmosférica, além da radiação, e pode ser amplamente explicado por mudanças na capacidade fotossintética do dossel. À medida que as árvores ficam estressadas, eles geram folhas mais eficientes que podem mais do que compensar o estresse hídrico. "

Gentine e seu ex-Ph.D. a aluna Julia Green usou dados dos modelos do Coupled Model Intercomparison Project 5 (CMIP5) do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas e os combinou com técnicas de aprendizado de máquina para determinar qual era a sensibilidade modelada da fotossíntese nas regiões tropicais das Américas para umidade do solo e ar secura. Eles então realizaram uma análise semelhante, desta vez usando dados de sensoriamento remoto observacional de satélites no lugar dos dados do modelo, para ver como a sensibilidade de observação é comparada. Para relacionar seus resultados a processos de menor escala que poderiam explicá-los, a equipe então usou os dados da torre de fluxo para entender seus resultados no dossel e no nível da folha.

Estudos anteriores mostraram que há aumentos de verdura na bacia amazônica no final da estação seca, quando o solo e o ar estão mais secos, e alguns associaram isso a aumentos na fotossíntese. "Mas antes do nosso estudo, ainda não estava claro se esses resultados se traduziram em um efeito em uma região maior, e eles nunca tinham sido conectados ao ar seco, além da luz, " Verde, que agora é pesquisador associado de pós-doutorado no Le Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement na França, explicado. “Nossos resultados significam que os modelos atuais estão superestimando as perdas de carbono na floresta amazônica devido às mudanças climáticas. nesta região em particular, essas florestas podem, de fato, ser capazes de sustentar as taxas de fotossíntese, ou mesmo aumentá-lo, com algum aquecimento e secagem no futuro. "

Gentina e nota verde, Contudo, que esta sensibilidade foi determinada usando apenas dados existentes e, se os níveis de secura aumentassem para níveis que não estão sendo observados atualmente, isso poderia de fato mudar. De fato, os pesquisadores descobriram um ponto crítico para os episódios de estresse de seca mais severos, em que a floresta não conseguia manter seu nível de fotossíntese. Então, diga Gentine e Green, "nossas descobertas certamente não são uma desculpa para não reduzir nossas emissões de carbono."

Gentine e Green continuam a estudar temas relacionados ao estresse hídrico da vegetação nos trópicos. Green está atualmente se concentrando no desenvolvimento de um indicador de estresse hídrico usando dados de sensoriamento remoto (um conjunto de dados que pode ser usado para identificar quando uma floresta está sob condições estressantes), quantificar os efeitos do estresse hídrico na absorção de carbono pela planta, e relacioná-los com as características do ecossistema.

"Grande parte da pesquisa científica que sai hoje em dia é que, com as mudanças climáticas, nossos ecossistemas atuais podem não ser capazes de sobreviver, potencialmente levando à aceleração do aquecimento global devido a feedbacks, Green acrescentou. "Foi bom ver que talvez algumas de nossas estimativas de mortalidade próxima na floresta amazônica possam não ser tão terríveis quanto pensávamos anteriormente."

O estudo é intitulado "A fotossíntese da floresta amazônica aumenta em resposta à secura atmosférica."