Uma equipa de investigação efetuou um estudo de campo, de longa duração, numa floresta temperada dos Estados Unidos – Floresta de Harvard, em Massachusetts – e descobriu que os níveis de carbono no solo florestal se mantêm estáveis – e podem mesmo reforçar-se na camada superficial – sob a ação combinada de dois fatores de stress associados às alterações climáticas: aumento da temperatura e de azoto.

O incremento da temperatura e a deposição atmosférica de compostos de azoto, que estão, respetivamente, mais de 1°C e 10 vezes acima dos níveis pré-industriais, são reconhecidos como duas das pressões mais impactantes no contexto das alterações climáticas e como dois fatores chave do processo de armazenamento de carbono no solo florestal em zonas de clima temperado.

Neste sentido, têm sido feitos estudos sobre o efeito de cada um destes fatores de stress, a maioria de curta duração. Faltavam, no entanto, análises de longo prazo e que considerassem o efeito dos dois fatores combinados, simulando situações mais próximas das que se registam nos ecossistemas. Refira-se que, quando estudados isoladamente, estes fatores de stress têm efeitos opostos.

Este estudo analisou os impactes combinados do aumento da temperatura e dos níveis de azoto na atmosfera (maioritariamente decorrentes da queima de combustíveis fósseis), duas variáveis cuja ação combinada e impacte real no mais importante reservatório terrestre de carbono – o solo – era desconhecida.

Ao estudar os dois efeitos em simultâneo (aumento da temperatura e do azoto), o trabalho publicado na revista científica Nature Ecology and Evolution, revelou pistas inéditas e contrárias ao que indicavam alguns resultados dos estudos feitos individualmente a cada um destes fatores de stress, sugerindo que o carbono no solo florestal pode ser mais resistente do que se pensava aos efeitos combinados do aumento da temperatura e do azoto.

Perdas e ganhos de carbono no solo florestal ao analisar os fatores isolados

Estudos realizados noutros locais, assim como experiências anteriores conduzidas nesta mesma área florestal durante sensivelmente duas décadas, que tinham analisado isoladamente estes dois fatores, concluíram que:

– O aumento prolongado da temperatura do solo florestal tende a provocar perdas do carbono retido no solo, pois o calor intensifica a decomposição da matéria orgânica do solo (feita pelos microrganismos e outros organismos), reforçando o ritmo da chamada respiração autotrófica do solo. Mais decomposição leva à libertação de mais dióxido de carbono (CO₂) e tende a agravar o efeito de retroalimentação que promove o aumento de temperatura. Em 26 anos de experiência de aquecimento do solo (+5 graus Celsius), na mesma zona florestal experimental, foi registada a perda de 17% de carbono no solo florestal – considerando os 60 centímetros sob a superfície.

– O enriquecimento do solo com azoto em florestas temperadas resulta num aumento do carbono do solo devido à redução da atividade microbiológica responsável pela decomposição da matéria orgânica.

Considerando estes dois efeitos divergentes – perda de carbono decorrente do aquecimento e ganho de carbono resultante do enriquecimento em azoto – qual será o impacte líquido real nos stocks de carbono do solo, considerando que ambos os fatores ocorrem simultaneamente nas florestas temperadas?

“Há muita incerteza quando estes dois fatores de stress antagónicos se combinam e é por isso que este estudo é tão importante”, referiu Myrna Simpson, professora da Universidade de Toronto Scarborough que integrou este projeto científico.

Fluxo inesperado e sustentado de carbono no solo florestal

Este estudo foi realizado ao longo de 16 anos nesta área florestal de Harvard, que se encontra reservada à investigação ecológica de longo prazo. O solo foi sujeito a um aquecimento contínuo (+5 °C acima da temperatura do solo) e a um processo de fertilização com azoto entre maio e outubro, a estação de crescimento (+5 gramas de azoto por metro quadrado, por ano, na forma de nitrato de amónia, NH₄NO₃). Em algumas parcelas foram feitas experiências com cada fator isolado, noutras combinaram-se os dois e um terceiro tipo de parcelas não foi sujeito a qualquer alteração, de modo a servir como área de controlo (como termo de comparação).

Assim, ao longo deste período de 16 anos, os investigadores começaram por analisar a perda de carbono associada aos processos naturais de respiração do solo (fluxo de CO₂), o enriquecimento do solo em azoto e a combinação de ambos os fatores. De seguida, avaliaram a perda cumulativa de carbono respiratório e compararam-na com o carbono armazenado na matéria orgânica do solo. Por fim, documentaram as respostas das bactérias e das raízes e fungos a estes aumentos, com abordagens experimentais, na tentativa de compreender os mecanismos por trás das mudanças observadas no ciclo do carbono no solo.

Ao contrário do indicado pelas experiências (anteriores e presentes) com cada um dos fatores isolados, ao estudarem o efeito combinado do acréscimo de aquecimento e do azoto verificaram que o aumento da respiração do solo não se traduzia na perda de carbono na sua matéria orgânica.

O armazenamento de carbono no solo florestal não apresentou diferenças significativas em relação ao que aconteceu nas parcelas de controlo e o carbono na matéria orgânica foi significativamente superior (+36%) na camada mineral do solo, a uma profundidade de 10 a 20 centímetros, face ao que se observou nas parcelas submetidas apenas a fertilização com azoto.

Os resultados sugerem que a respiração das raízes e fungos micorrízicos (que estabelecem relações mutualistas com as raízes das plantas) e/ou os aportes de carbono pelas plantas são reforçados pela combinação destes dois fatores, de tal forma que os níveis de respiração do solo são mantidos a um nível elevado, mas sem a concomitante perda de carbono na matéria orgânica.

Como salienta o título do próprio artigo científico, os investigadores depararam-se com um “Fluxo inesperado e sustentado de carbono no solo em resposta ao aquecimento e enriquecimento de azoto simultâneos, em comparação com os fatores isolados”.

Este resultado pode ser explicado por alterações específicas na composição da comunidade microbiana e na dinâmica das raízes e plantas: a respiração resultante do metabolismo das raízes e fungos que com elas estabelecem relações mutuamente benéficas (micorrizas) e os aportes de carbono trazidos pelo crescimento das plantas aumentaram quando analisados os dois fatores combinados (aquecimento + azoto), mantendo elevadas as taxas de respiração do solo, mas sem a perda correspondente de carbono na matéria orgânica.

São necessários mais estudos e dados multifatoriais

Este estudo indica que as florestas podem ser mais resilientes do que se pensava à combinação de fatores relacionados com as alterações climáticas, reforçando a necessidade de serem obtidos mais dados de longo prazo sobre os efeitos combinados de diferentes fatores de stress.

Como sublinham os autores, o estudo de um fator isolado não será suficiente para tomar decisões informadas nem para compreender ou mitigar os impactes das alterações climáticas. A colaboração entre investigadores é essencial para que mais dados possam ser integrados numa avaliação ampla, que ajude a compreender os diferentes fatores que se entrecruzam e o modo como os ecossistemas estão a responder à influência simultânea e concomitante das diferentes pressões.