Os incêndios florestais já são uma ameaça global. “Mas, considerando como a mudança climática está progredindo, provavelmente estamos apenas no início de um futuro que verá mais e maiores incêndios florestais, "explica Rupert Seidl, Professor de Dinâmica de Ecossistemas e Manejo Florestal em Paisagens de Montanha na TUM.

Em muitos lugares, o fogo faz parte do ambiente natural, e muitas espécies de árvores tornaram-se naturalmente adaptadas a incêndios recorrentes. Essas adaptações variam de casca particularmente espessa, que protege o câmbio sensível do tronco do fogo, para as pinhas de certos tipos de pinheiros, que abrem apenas devido ao calor do fogo, permitindo uma rápida regeneração e recuperação da floresta afetada.

IA está acelerando modelos de ecossistema

“A interação entre o clima, incêndios florestais, e outros processos no ecossistema florestal são muito complexos, e modelos de simulação baseados em processos sofisticados são necessários para levar em conta as diferentes interações de forma adequada, "explica o Prof Seidl. Um método que foi desenvolvido na TUM está usando inteligência artificial para expandir significativamente o campo de uso desses modelos complexos.

Este método envolve o treinamento de uma rede neural profunda para imitar o comportamento de um modelo de simulação complexo da forma mais eficaz possível. A rede neural aprende com base em como o ecossistema responde a diferentes influências ambientais, mas faz isso usando apenas uma fração do poder de computação que, de outra forma, seria necessário para modelos de simulação em grande escala. "Isso nos permite realizar simulações de alta resolução espacial de áreas de floresta que se estendem por vários milhões de hectares, "explica o cientista Dr. Werner Rammer.

Previsão para as florestas no Parque Nacional de Yellowstone

As simulações feitas pela equipe de cientistas incluem simulações para o 'Grande ecossistema de Yellowstone', que tem o mundialmente famoso Parque Nacional de Yellowstone em seu coração. Esta área, que tem aproximadamente 8 milhões de hectares de tamanho, está situado nas Montanhas Rochosas e praticamente não foi tocado. Os pesquisadores do TUM trabalharam com colegas americanos para determinar como os diferentes cenários climáticos podem afetar a frequência dos incêndios florestais nesta região no século 21, e quais áreas de floresta não podem se regenerar com sucesso após um incêndio florestal.

Dependendo do cenário de mudança climática, o estudo descobriu que, no final do século, a cobertura florestal atual terá desaparecido em 28 a 59 por cento da região. Particularmente afetadas foram as florestas na zona subalpina perto da linha das árvores, onde as espécies de árvores são naturalmente menos adaptadas ao fogo, e as áreas do planalto de Yellowstone, onde a topografia relativamente plana é quase sempre incapaz de impedir o incêndio de se espalhar.

A mudança climática está causando mudanças significativas nos ecossistemas florestais

A regeneração da floresta na região sob investigação está ameaçada por vários motivos:Se os incêndios aumentarem e as distâncias entre as árvores sobreviventes também aumentarem, muito poucas sementes irão para o solo. Se o clima ficar mais quente e seco no futuro, as árvores jovens vulneráveis ​​não sobreviverão, e se houver muitos incêndios, as árvores não atingirão a idade em que produzem sementes.

"Em 2100, espera-se que o grande ecossistema de Yellowstone tenha mudado mais do que nos últimos 10, 000 anos, e, portanto, parecerá significativamente diferente do que é hoje, "explica Rammer." A perda da vegetação da floresta de hoje está levando a uma redução do carbono que é armazenado no ecossistema, e também terá um impacto profundo na biodiversidade e no valor recreativo desta paisagem icônica. "

As potenciais tendências de desenvolvimento identificadas no estudo também se destinam a ajudar os visitantes do parque nacional a compreender as consequências das mudanças climáticas e a urgência das medidas de proteção do clima. Na próxima etapa, a equipe de pesquisa usará IA para estimar o impacto de longo prazo dos problemas causados ​​pelas mudanças climáticas nas florestas da Europa.