As florestas tropicais enfrentam uma maior perda de carbono do solo devido às alterações climáticas

As florestas tropicais são responsáveis ​​por mais de 50% do sumidouro global de carbono terrestre, mas as mudanças climáticas ameaçam alterar o equilíbrio de carbono desses ecossistemas.

Uma nova pesquisa feita por cientistas do Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) e colegas da Colorado State University e do Smithsonian Tropical Research Institute descobriu que o aquecimento e a secagem de solos de florestas tropicais podem aumentar a vulnerabilidade do solo ao carbono, aumentando a degradação do carbono mais antigo. A pesquisa aparece em Natureza.

“Essas descobertas sugerem que tanto o aquecimento quanto a secagem, ao acelerar a perda de carbono mais antigo do solo ou reduzir a incorporação de novos insumos de carbono, intensificarão as perdas de carbono do solo e impactarão negativamente o armazenamento de carbono em florestas tropicais sob as mudanças climáticas”, disse a cientista do LLNL Karis McFarlane, principal autora do artigo.

As florestas tropicais trocam mais CO₂ com a atmosfera do que qualquer outro bioma terrestre e armazenam quase um terço dos estoques globais de carbono do solo. Os ecossistemas terrestres tropicais também têm o menor tempo médio de residência para o carbono na Terra, tão curto quanto 6-15 anos, o que significa que qualquer mudança nas entradas ou saídas de carbono (incluindo CO₂ emitido pelo solo) pode ter consequências grandes e relativamente rápidas para o equilíbrio de carbono do ecossistema tropical e para os feedbacks carbono-clima.

As projeções climáticas sugerem um futuro que será mais quente e seco para grande parte dos trópicos, com aumento da intensidade da seca e da duração da estação seca nos Neotrópicos (uma região que se estende do sul do México até a América Central e o norte da América do Sul, incluindo a vasta floresta amazônica).

A pesquisa, conduzida durante experimentos de manipulação climática em florestas tropicais no Panamá, mostra que tanto o aquecimento in situ de todo o perfil do solo em 4 °C quanto a exclusão de 50% da precipitação aumentaram o carbono-14 no CO₂ liberado pelo solo, aumentando a idade média do carbono em cerca de 2–3 anos.

É importante destacar que os mecanismos subjacentes a essa mudança diferiram entre o aquecimento e a secagem. O aquecimento acelerou a decomposição do carbono mais antigo, pois o aumento do CO₂ As emissões esgotaram o carbono mais novo. A secagem suprimiu a decomposição de novas entradas de carbono e diminuiu o CO do solo₂ emissões, aumentando assim as contribuições do carbono mais antigo para o CO₂ liberar.

“Experimentos de campo e de laboratório sugerem que o aquecimento climático estimulará uma perda líquida de carbono do solo global para a atmosfera, mas como o aquecimento climático e a secagem interagirão para influenciar o equilíbrio de carbono em florestas e outros ecossistemas é menos claro”, disse McFarlane.

A maioria dos trabalhos anteriores em florestas tropicais considerou apenas o CO total₂ taxas de fluxo, que são importantes para determinar o balanço geral de carbono das florestas tropicais, mas são limitadas em sua capacidade de descobrir mecanismos por trás da mudança observada. Esses mecanismos podem ser revelados pelos valores de carbono-14, que indicam a idade média das fontes de carbono sendo metabolizadas e liberadas como CO₂.

Carbono “novo” ou “jovem” foi fixado da atmosfera nos últimos anos, enquanto o carbono mais antigo “decadal-aged” é enriquecido em carbono-14 em relação à atmosfera atual. Mesmo o carbono mais antigo “centenário” ou “milenar” é esgotado em carbono-14 em relação à atmosfera atual.

No estudo atual, a equipe determinou como o aquecimento e a secagem impactam a quantidade e a idade do carbono liberado como CO do solo₂ em duas áreas distintas de florestas tropicais de planície no Panamá que estão sujeitas a aquecimento experimental do solo ou secagem experimental. Eles mediram os isótopos de carbono-14 e carbono-13 do CO respirado pelo solo₂.

Usando o Centro de Espectrometria de Massa do Acelerador do LLNL, McFarlane e sua equipe descobriram que o aquecimento do solo aumentou o carbono-14 do CO respirado₂ durante a estação chuvosa, indicativo de maior liberação de carbono “bomba” (por volta de 1963 de testes nucleares subterrâneos) sob condições aquecidas e úmidas. Especificamente, o aquecimento estimulou a decomposição do carbono mais antigo do solo aumentando o CO total do solo₂ liberação, causando uma mudança microbiana no uso de recursos após o esgotamento de matéria orgânica fresca para carbono do solo mais antigo. Em contraste, a secagem reduziu o CO total do solo₂ liberação, mas também aumentou o carbono-14 do CO respirado₂ limitando o fornecimento de carbono fresco (de folhas ou raízes) aos decompositores.

“Esta limitação do acesso microbiano ao carbono fresco explica a mudança em direção ao aumento das contribuições do carbono mais antigo no CO total do solo₂ emissões com aquecimento e secagem”, disse McFarlane. “Nossos resultados sugerem que a mudança climática aumentará a vulnerabilidade do carbono do solo previamente armazenado em florestas tropicais ao estimular a decomposição e a perda de carbono antigo.”