Um ecologista da Universidade RUDN, juntamente com colegas de 14 países, comparou três métodos para estimar a transpiração do ecossistema em um estudo. Na primeira pesquisa com um conjunto de dados tão abrangente, a equipe usou dados de fluxo de vapor de água da atmosfera terrestre coletados em 251 locais em todo o planeta, da Austrália à Groenlândia. O resultado da pesquisa ajuda a entender o papel das plantas nos ciclos globais da água e do carbono na atual situação de aquecimento global. Os resultados do estudo foram publicados na edição de dezembro de 2020 da revista. Biologia de Mudança Global .

As raízes das plantas absorvem a água do solo e são transportadas pelos caules até as folhas, graças a um gradiente de pressão de vapor de água. Assim que chegar às folhas, a água evapora através dos poros das folhas chamados estômatos e chega à atmosfera. O processo físico pelo qual a água é liberada para a atmosfera pelas plantas é chamado de transpiração. A transpiração é um 'ponto de encontro' do carbono, agua, e ciclos de energia em ecossistemas terrestres, uma vez que as plantas precisam de água para fixar o CO atmosférico ₂ por fotossíntese e converter uma grande fração da entrada de energia solar neste processo. Portanto, melhorando a modelagem da transpiração, os cientistas podem analisar o papel da vegetação em cenários de mudanças climáticas.

Um grupo internacional de cientistas liderado pelo Dr. Jacob Nelson do Instituto Max Planck de Biogeoquímica (Alemanha) e incluindo um ecologista da Universidade RUDN, comparou três métodos para estimar a transpiração do ecossistema com base em dados micrometeorológicos do FLUXNET - uma rede global de estações.

A equipe usou os dados coletados em 251 sites FLUXNET. Entre muitos parâmetros físicos e químicos ambientais, essas estações fornecem medições de fluxo contínuo de vapor d'água e dióxido de carbono entre os ecossistemas monitorados e a atmosfera. Para fazer isso, o método de covariância parasita é aplicado, que depende do monitoramento tridimensional em alta frequência de fluxos turbulentos de gases traço. A equipe escolheu três abordagens metodológicas para recuperar a transpiração dos dados de covariância turbulenta e usou medições de fluxo de seiva de árvore independente de seis locais de teste para comparar as estimativas de transpiração.

"Todos os três métodos são baseados na razão entre a evapotranspiração e os fluxos de carbono captados pela fotossíntese da atmosfera, isso é denominado eficiência de uso de água, e diferem por suposições iniciais e parametrização. Em escala diária, as estimativas de transpiração produzidas pelos três métodos foram altamente correlacionadas, entre 89 e 94%. Contudo, a proporção de transpiração para evapotranspiração difere entre os modelos, variando de 45% a 77% ", disse o Dr. Luca Belelli Marchesini, pesquisador do Instituto Agrário e Tecnológico da Universidade RUDN (Rússia) e da Fondazione Edmund Mach (Itália).

Depois de analisar os resultados em busca de fatores determinantes, a equipe concluiu que a variação geográfica na relação entre transpiração e evapotranspiração (T / ET) era controlada principalmente pela vegetação e pelas características do solo, e não por variáveis ​​climáticas, como temperatura e precipitação.

Para explicar a estabilidade relativa de T / ET entre sites, a equipe sugeriu duas hipóteses. O primeiro consiste em um trade-off entre a quantidade de precipitação interceptada pelas copas da vegetação e a evaporação do solo:ecossistemas com densa cobertura foliar, não limitado pela disponibilidade de água, assim, interceptaria mais chuva e a evaporação do solo seria reduzida. Em contraste, ecossistemas com limitação de água, caracterizado por uma cobertura vegetal menor, teria uma fração maior de água evaporada do solo.

De acordo com a segunda hipótese, ecossistemas tendem a se adaptar aos recursos hídricos disponíveis, Portanto, por exemplo, a vegetação em climas secos melhoraria a utilização da precipitação limitada, aumentando assim a relação T / ET.

'A combinação dessas duas hipóteses provavelmente explica a relativa estabilidade da razão T / ET em diferentes ecossistemas. Este estudo representa a primeira estimativa extensa da transpiração do ecossistema com base em dados in situ e permite lançar uma nova luz sobre o papel do uso da água pelas plantas no contexto dos ciclos globais da água e do carbono, "acrescentou o Dr. Luca Belelli Marchesini.