As florestas fazem grandes contribuições para o clima da Terra, desde a liberação de vapor de água até a extração de dióxido de carbono do ar, o que mitiga o aquecimento global. O arranjo das árvores afeta a forma como as florestas usam a luz e a água para a fotossíntese, e sabe-se que as florestas mais complexas têm maior produtividade, ou taxas de fotossíntese. Mas faltam os fatores específicos que impulsionam essa relação.
Em um estudo recente publicado no Journal of Geophysical Research:Biogeosciences , Murphy et al ligaram dois tipos de dados para resolver essa lacuna de conhecimento. Os dados foram coletados em nove locais na Floresta Nacional Chequamegon-Nicolet, no norte de Wisconsin, usando uma rede de torre de fluxo de covariância de vórtices de densidade muito alta. Instrumentos nas torres mediram a troca de carbono, água e energia entre os sítios florestais e a atmosfera, que foi usada para calcular a produtividade. Os pesquisadores também caracterizaram a estrutura da floresta usando lidar. Este método coletou detalhes 3D, como rugosidade da copa e variação de altura das árvores.

Além disso, a equipe desenvolveu modelos matemáticos para identificar os principais fatores estruturais subjacentes à produtividade. Eles descobriram que as métricas de heterogeneidade vertical são os impulsionadores mais influentes. Essas métricas revelam a distribuição de altura da vegetação em um local – baixa heterogeneidade vertical indica árvores de altura semelhante, como após o corte raso, enquanto alta heterogeneidade vertical reflete árvores distribuídas em alturas. No entanto, a relação entre estrutura florestal e produtividade não é direta. Em vez disso, é mediado pela eficiência com que as árvores usam os recursos – especialmente a água – para produzir biomassa.

Segundo os autores, esses resultados melhorarão os modelos matemáticos de como os ecossistemas florestais respondem ao manejo. Essas análises podem levar a melhores estratégias para lidar com as mudanças climáticas.