O papel de distúrbios sobre a estabilidade de comunidades florestais na Amazônia: integrando modelagem e sensoriamento remoto

Abstract

As interações entre desmatamento, seca, fogo, extração de madeira e efeitos de borda têm causado incêndios florestais com alta intensidade e em extensas áreas, favorecendo a degradação florestal acelerada em grandes porções da Amazônia. Estes distúrbios aumentam direta e indiretamente a inflamabilidade da floresta. Diretamente eles promovem um microclima mais seco e reduzem a umidade do material combustível. Enquanto que indiretamente influenciam na diminuição da umidade do solo desencadeando a perda de biomassa viva, como a queda de folhas e a mortalidade de árvores, o que contribui para o aumento do material combustível. Esses efeitos diretos e indiretos podem causar incêndios florestais mais abrangentes e intensos com maior impacto nos estoques de carbono florestal da Amazônia influenciando no ciclo de carbono global. Estes processos tendem a se intensificar em cenários de mudanças climáticas sendo mais frequentes e intensos à medida que o clima global muda. Além disso, esta degradação pode expor grandes áreas de floresta à invasão por gramíneas que podem promover transições para florestas degradadas pobres em espécies e com estrutura similar a uma savana. No entanto, nossa capacidade de prever os locais na Amazônia que são mais vulneráveis a essas transições ainda é reduzida. Para este fim, expandimos e aperfeiçoamos um modelo ecossistêmico de fogo acoplado para melhor representar como a seca, as mudanças climáticas e os efeitos de borda associados ao desmatamento podem afetar a probabilidade de invasão de gramíneas após um incêndio florestal na Amazônia. Buscamos também identificar onde as retroalimentações provocadas pelas interações fogo-gramíneas podem promover a persistência de florestas degradadas com estrutura similar a uma savana, mantido pela recorrência de fogo. Em condições climáticas atuais, 14% da Amazônia é vulnerável à invasão de gramíneas, com o sudeste sendo a região mais vulnerável. Sob cenário de mudanças climáticas, até o final do século, cerca de 21% da Amazônia apresenta alta probabilidade de invasão de por gramíneas após fogo. Nossos resultados também indicam que em cerca de 3% da Amazônia (mais de 100.000 km2), os intervalos de retorno do fogo já são mais curtos do que o tempo que seria necessário para o fechamento do dossel, implicando em um alto risco de uma mudança irreversível para uma degradação mantida pelo fogo. Embora a resiliência na regeneração do dossel seja evidente em áreas com baixa frequência de fogo, o aumento de sua frequência pode inibir a regeneração do dossel e favorecer a aproximação de um ponto de inflexão para algumas partes da Amazônia, fazendo com que grandes áreas de floresta façam a transição para uma floresta degradada com baixa cobertura de árvores. Ademais, nossas simulações de crescimento florestal também sugerem que regiões gravemente afetadas pelos distúrbios e suas sinergias podem ter perda significativa de biomassa, levando dezenas de anos para sua recuperação integral. Os valores máximos atingem 184 anos para recompor o estoque de carbono inicial. Nosso estudo mostra como modelos, combinados com dados de sensoriamento remoto, podem ser usados como ferramentas para complementar os estudos de campo sobre a recuperação florestal, possibilitando avaliar em escalas mais largas a dinâmica espacial e temporal dos processos de recuperação florestal. Isso contribui para o planejamento, decisão e formulação de políticas de mitigação e adaptação as ameaças presentes na Amazônia atual e futuramente.