Ondas de calor recordes e secas deixaram os rios da costa oeste letalmente quentes para o salmão, literalmente cozinhou milhões de mexilhões e amêijoas em suas conchas e deixou as florestas prontas para queimar. A extraordinária severidade do calor e da seca de 2021, e seus incêndios e inundações, tem muitas pessoas questionando se as mudanças climáticas, alimentado por ações humanas, está progredindo ainda mais rápido do que os estudos previram e o que isso significa para o futuro.

Como ecologistas, vimos a mudança climática acontecer ao longo de décadas em locais de pesquisa de longo prazo em florestas, campos e áreas costeiras nos EUA.

Uma série recente de cinco artigos na revista Ecosfera apresenta mais de 25 estudos de caso desses sites, fornecendo uma perspectiva única sobre as mudanças em andamento e o que está por vir enquanto o planeta continua a aquecer.

Aqui estão alguns instantâneos do que estamos vendo em primeira mão nos sites da Rede de Pesquisa Ecológica de Longo Prazo da National Science Foundation, desde o efeito do aumento dos incêndios em Cascades do Oregon até a mudança da vida marinha na costa do Maine, e surpreendente resiliência nas florestas urbanas de Baltimore.

Florestas do Noroeste do Pacífico

Nas montanhas Cascade do noroeste do Pacífico, cientistas têm rastreado mudanças na Floresta Experimental de H.J. Andrews, a 16, Bacia hidrográfica de 000 acres, por 70 anos. A floresta é uma mistura de cicuta icônica, cedro e pinheiros Douglas, muitos deles com 400 a 500 anos; terreno íngreme; velozes, córregos frios; e um punhado de plantações florestais.

Embora seja tentador ver a permanência em uma floresta antiga, o clima pode estar excedendo os limites, empurrando até mesmo esses ecossistemas dominados por árvores de vida longa para condições fora de qualquer coisa que eles tenham experimentado.

No próximo século, espera-se que o aumento da temperatura prolongue as secas de verão e aumente as enchentes de inverno, pois a neve derrete mais cedo ou cai como chuva.

Como resultado, prevemos incêndios florestais mais frequentes e mais graves, mais árvores morrendo e mudanças nos ecossistemas de riachos e terras. Novas espécies, como lobos de madeira, são propensos a se mudar, enquanto algumas espécies nativas, como a coruja-pintada do norte, desaparecer. Provavelmente também veremos mudanças nos valores públicos e na gestão da terra que podem ajudar ou prejudicar a sobrevivência das espécies.

Essas mudanças irão interagir umas com as outras de forma surpreendente, talvez inimaginável, maneiras. As respostas biológicas às mudanças nos sistemas físicos têm, até agora, foi sutil e variável, mas isso pode mudar. Mesmo com registros de mais de 70 anos, a magnitude e a direção das mudanças futuras são bastante incertas - podemos antecipar algumas mudanças, mas pode haver pontos de inflexão e interações que ainda não entendemos.

Florestas orientais - rurais e urbanas

No Nordeste dos EUA, as florestas são mais jovens porque os humanos vêm usando a terra há mais tempo e de maneiras mais intensas. Na Floresta Experimental Hubbard Brook nas Montanhas Brancas de New Hampshire, o ecossistema mostrou notável resiliência a perturbações.

Foi criado pelo Serviço Florestal em 1955, e as primeiras pesquisas incluíram o corte raso de bacias hidrográficas inteiras para estudar o impacto na qualidade da água e nos ecossistemas.

A pesquisa atual concentra-se em saber se esta capacidade de resiliência foi degradada pelas mudanças climáticas, chuva ácida, invasão por pragas e patógenos e a marcha inexorável de espécies migrantes do clima, como o carvalho e o pinheiro, que podem deslocar o bordo-açucareiro e a faia que hoje dominam a floresta.

Esses resultados recentes sugerem que em 50 anos, essas florestas de madeira de lei do norte provavelmente ainda se assemelham às comunidades que vemos hoje, com bordo de açúcar e faia dominando uma floresta de copa fechada. Contudo, as respostas do crescimento da floresta e das espécies de árvores aos impulsionadores da mudança agora sugerem que sua resiliência pode ser esmagada no final do século 21, resultando em uma floresta com estrutura e serviços marcadamente diferentes.

Isso pode ser uma surpresa, mas ao comparar locais de pesquisa florestal urbana, como um site de rede em Baltimore, com florestas rurais, descobrimos que algumas florestas urbanas podem realmente ser mais resistentes. No mesmo artigo que descreve a resiliência em Hubbard Brook, pesquisadores discutem como as florestas nas regiões meso-atlântica e sudeste dos EUA experimentaram mudanças na biodiversidade por causa da supressão de incêndios e da alta população de veados que não afetam tanto as áreas naturais nas cidades. Essas mudanças reduzem a resiliência dessas florestas, resultando na perda de carvalho e um conjunto de biodiversidade e serviços ecossistêmicos associados a essas espécies.

Campos do meio-oeste

A Estação Biológica Kellogg, no sudoeste de Michigan, é o único local de Pesquisa Ecológica de Longo Prazo em um ambiente agrícola. Insetos, e como eles podem mudar em um futuro quente, são uma preocupação.

A pesquisa aqui mostra como a chegada de predadores invasores mudou as comunidades de predadores e presas nativas e exóticas de maneiras que podem tornar os ecossistemas menos resilientes. As espécies invasoras têm o potencial de remodelar as interações entre comunidades inteiras, por sua vez, influenciando a função do ecossistema e os serviços do ecossistema.

Como mudar os padrões climáticos, a movimentação de espécies fora de suas áreas nativas pode ter consequências profundas para a biodiversidade e o funcionamento das comunidades nas áreas invadidas. Em ecossistemas agrícolas do centro-norte dos EUA, invasões sucessivas de predadores exóticos do joaninha têm influenciado a estrutura da comunidade e os processos do ecossistema com amplo efeito nos ecossistemas naturais e gerenciados. Agora a questão é se a mudança no clima afetará as comunidades de insetos, com implicações para o manejo de pragas e perda de espécies nativas

Mudança da vida marinha no Atlântico

As mudanças na biodiversidade são especialmente dinâmicas em locais marinhos costeiros.

Em 2012, um pesquisador relatou ter visto um caranguejo azul, Callinectes sapidus , nadando no estuário do local de pesquisa ecológica de longo prazo do ecossistema de Plum Island, um estuário no nordeste de Massachusetts que chamamos de PIE. O local fica nas águas mais frias do Golfo do Maine e 70 milhas (114 km) ao norte do limite norte histórico dos caranguejos azuis.

Então, em 2014, um caranguejo violinista macho, Minuca pugnax , apareceu. Como o caranguejo azul, seu limite norte histórico era ao sul de TORTA. Pesquisas de campo descobriram que os caranguejos violinistas agora não estavam apenas em TORTA, mas tão ao norte quanto Maine.

O deslocamento para o norte do habitat desses caranguejos à medida que a água esquenta reflete o que os cientistas estão vendo para as espécies marinhas em todo o mundo, à medida que as temperaturas globais aumentam.

O movimento das espécies em intervalos não nativos, seja como uma espécie introduzida ou por meio de mudanças de alcance impulsionadas pelo clima, representa um distúrbio biológico no sistema. O que isso significará para essas espécies no futuro, e a estrutura, função e serviços dos ecossistemas para os quais eles se movem, é menos claro. Os ecossistemas marinhos costeiros são especialmente dinâmicos, e nossos colegas em locais em Massachusetts, Virgínia, Geórgia, A Flórida e a Califórnia estão nos ajudando a compreender e prever esses efeitos.

Rastreando mudanças hoje para responder ao futuro

Esses instantâneos refletem mudanças em outras partes da Rede de Pesquisa Ecológica de Longo Prazo.

A rede tem aproximadamente 2, 000 pesquisadores em 28 locais em todo o país, bem como na Antártica e em um recife de coral do Pacífico. Juntos, eles representam milhares de anos de observação e experimentação no terreno. Sua pesquisa alimenta a análise do clima global, como o relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas, que deve ser lançado em 9 de agosto, 2021.

Prever o futuro dos ecossistemas é difícil, particularmente sob uma força acelerada como a mudança climática. Esses extensos conjuntos de dados de longo prazo, with everything from changes in soil nutrients to the growth and decline of animal species, provide insight into the changes underway to guide responses for the future.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.