24 Setembro 2021
O estudo ajuda a avaliar melhor a capacidade dos ecossistemas globais de se adaptarem às mudanças climáticas e ambientais.
A informação é publicada por German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv), com base em um comunicado à mídia do Instituto Max Planck de Biogeoquímica (MPI BGC) e reproduzida por EcoDebate, 23-09-2021. A tradução e a edição são de Henrique Cortez.
Os ecossistemas fornecem vários serviços para os humanos. No entanto, esses serviços dependem de funções básicas do ecossistema, que são moldadas por condições naturais, como clima e composição de espécies, e intervenções humanas.
Uma grande equipe de pesquisa internacional, liderada pelo Instituto Max Planck de Biogeoquímica (MPI BGC) e pelo Centro Alemão de Pesquisa Integrativa da Biodiversidade (iDiv), identificou três indicadores-chave que juntos resumem a função integrativa dos ecossistemas terrestres: o primeiro é a capacidade para maximizar a produtividade primária, o segundo é a eficiência do uso da água e o terceiro é a eficiência do uso do carbono.
O monitoramento desses indicadores-chave permitirá uma descrição da função do ecossistema que molda a capacidade de se adaptar, sobreviver e prosperar em resposta às mudanças climáticas e ambientais. O estudo foi publicado recentemente na revista Nature.
Os ecossistemas na superfície terrestre suportam várias funções e serviços essenciais para a sociedade, como a produção de biomassa, a eficiência da vegetação no uso da luz solar e da água, retenção de água e regulação do clima e, em última instância, segurança alimentar. Mudanças climáticas e ambientais, bem como impactos antrópicos, estão continuamente ameaçando a provisão dessas funções. Para entender como os ecossistemas terrestres responderão a essa ameaça, é crucial saber quais funções são essenciais para obter uma boa representação do bem-estar e funcionamento geral dos ecossistemas. Isso é particularmente difícil, uma vez que os ecossistemas são bastante complexos em termos de sua estrutura e suas respostas às mudanças ambientais.
Uma grande rede internacional de pesquisadores, liderada pelo Dr. Mirco Migliavacca no MPI BGC e iDiv na Alemanha, abordou essa questão combinando vários fluxos de dados e métodos. Os cientistas usaram dados ambientais de redes globais de estações de ecossistemas, combinados com observações de satélite, modelos matemáticos e métodos estatísticos e de descoberta causal.
O resultado é surpreendentemente simples: “Fomos capazes de identificar três indicadores-chave que nos permitem resumir como os ecossistemas funcionam: a produtividade máxima realizada, a eficiência do uso da água e a eficiência do uso do carbono”, diz o primeiro autor do estudo, Dr. Migliavacca. O indicador de produtividade máxima reflete a capacidade de determinado ecossistema de absorver CO2. O indicador de uso de água é uma combinação de métricas que representam a eficiência do uso de água do ecossistema, que é o carbono absorvido por quantidade de água transpirada pelas plantas.
O indicador de eficiência de uso de carbono reflete o uso de carbono por um ecossistema, que representa o carbono respirado versus o carbono absorvido. As descobertas surpreendentes fizeram a equipe refletir sobre como ecossistemas complexos são, em última análise, impulsionados por um pequeno conjunto de fatores principais, assim como foi encontrado, por exemplo, para a fotossíntese foliar com base em um punhado de características foliares.
“Usando apenas esses três fatores principais, podemos explicar quase 72 por cento da variabilidade nas funções do ecossistema”, acrescenta Migliavacca. “Com a eficiência do uso da água sendo o segundo fator principal, nossos resultados enfatizam a importância da disponibilidade de água para o desempenho dos ecossistemas. Isso será crucial para as considerações de impacto da mudança climática”, disse o último autor, Prof Dr. Markus Reichstein, diretor do departamento de Integração Biogeoquímica da MPI BGC e iDiv.
Os pesquisadores inspecionaram as taxas de câmbio de dióxido de carbono, vapor d’água e energia em 203 estações de monitoramento em todo o mundo que pertencem à rede FLUXNET, uma rede colaborativa de várias equipes de pesquisa e locais de campo que coletam e compartilham seus dados. Os locais selecionados cobrem uma grande variedade de zonas climáticas e tipos de vegetação. Para cada local, eles calcularam um conjunto de propriedades funcionais dos ecossistemas e incluíram cálculos sobre as variáveis médias de clima e disponibilidade de água no solo, bem como características da vegetação e dados de satélite sobre a biomassa da vegetação.
Os três indicadores funcionais identificados dependem criticamente da estrutura da vegetação, ou seja, verdura da vegetação, conteúdo de nitrogênio das folhas, altura da vegetação e biomassa. Este resultado reforça a importância da estrutura do ecossistema, que pode ser moldada por distúrbios e manejo florestal no controle das funções do ecossistema.
Ao mesmo tempo, a eficiência do uso da água e do carbono também depende criticamente do clima e em parte da aridez, o que aponta para o papel crítico das mudanças climáticas para o funcionamento futuro do ecossistema. “Nossa análise exploratória serve como um passo crucial para o desenvolvimento de indicadores para o funcionamento e saúde do ecossistema”, resume Reichstein, “acrescentando uma avaliação abrangente da resposta dos ecossistemas mundiais às mudanças climáticas e ambientais”.
Migliavacca, M., Musavi, T., Mahecha, M.D. et al. The three major axes of terrestrial ecosystem function. Nature (2021). Disponível aqui.
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