AmazonFACE/ME: projeto de integração Modelagem-Experimento do Amazon-FACE - o papel da biodiversidade e feedbacks climáticos

• Processo: 15/02537-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais - Jovens Pesquisadores
• Vigência: 01 de janeiro de 2017 - 30 de abril de 2021
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Meteorologia
• Pesquisador responsável: David Montenegro Lapola
• Beneficiário: David Montenegro Lapola
• Instituição Sede: Centro de Pesquisas Meteorológicas e Climáticas Aplicadas à Agricultura (CEPAGRI). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Alexandro José Baldassin ; Anja Rammig ; Anthony Walker ; Bart Kruijt ; Carlos Alberto Nobre Quesada ; Celso von Randow ; Gilvan Sampaio de Oliveira ; Katrin Fleischer ; Richard J. Norby ; Ryan Paul Pavlick ; Tomas Ferreira Domingues
• Auxílios(s) vinculado(s): 21/04228-2 - Efeito fisiológico do CO2 causa diminuição de chuva tão forte quanto desmatamento em larga-escala na Amazônia, PUB.ART
• Bolsa(s) vinculada(s): 20/05647-6 - Diversidade funcional de plantas em cenários de mudanças climáticas e seus efeitos em serviços ecossistêmicos, BP.IC; 19/14406-5 - Melhoria da representação da respiração autotrófica em um modelo de vegetação baseado em atributos funcionais e sua sensibilidade a mudanças climáticas, BP.IC; 19/26441-0 - AmazonFACE/ME: Projeto de Integração Modelagem-Experimento do Amazon-FACE - o papel da biodiversidade e feedbacks climáticos, BP.TT; + mais bolsas vinculadas 19/13173-7 - Aperfeiçoamento da relação hidrologia-solo em um modelo de vegetação baseado em atributos funcionais, BP.IC; 19/04223-0 - Modelando a diversidade funcional e a resiliência da florestal amazônica as mudanças climáticas além dos estoques de carbono, BP.DR; 19/06486-9 - Modelagem individual de características funcionais de plantas sob condições ambientais variáveis em região tropical, BP.MS; 19/06487-5 - Modelagem baseada em traços dos impactos da mudança climática na funcionalidade relacionada à fenologia das plantas, BP.MS; 19/07972-4 - Desenvolvimento de soluções computacionais inovativas para modelagem de diversidade de plantas em ecossistemas tropicais, BP.TT; 19/02452-2 - Serviços ecossistêmicos e vulnerabilidade as mudanças climáticas: relações biofísicas e sociais na Amazônia Central, BP.DR; 17/07135-0 - Avaliação do feedback da elevação de CO2 biosfera-atmosfera em clima regional, BP.TT; 17/08366-5 - AmazonFACE/ME: projeto de integração Modelagem-Experimento do Amazon-FACE: o papel da biodiversidade e feedbacks climáticos, BP.TT; 17/00005-3 - Modelando o papel dos nutrientes para a estabilidade da Floresta Amazônica frente às mudanças climáticas, BP.DD - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Mudança climática Ecossistemas Biodiversidade Florestas tropicais Ciclo do carbono Mudanças ambientais globais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Climate Change | CO2 fertilization effect | dynamic global vegetation model | ecosystem modeling | model intercomparison | plant diversity | Interações biosfera-atmosfera

Resumo

Embora tenha sido sugerido, já há mais de 20 anos, como um processo de extrema importância para a resiliência de florestas tropicais e manutenção do ciclo global de carbono, a existência, magnitude e duração de um suposto efeito de "fertilização por CO2" em florestas tropicais permanece em grande parte indeterminadas. Esta proposta de pesquisa - submetida concomitantemente à DFG pro pesquisadores colaboradores alemães - dá início às atividades de longo prazo de modelagem ecossistêmica no contexto do experimento AmazonFACE (Free-Air CO2 Enrichment) que está ocorrendo na Amazônia central e cujo objetivo central é investigar os efeitos do aumento atmosférico de CO2 sobre a ecologia e resiliência da floresta - o qual também é o objetivo principal desta proposta. Um conjunto de questões científicas relacionadas a metabolismo e ciclagem de carbono, uso de água, ciclagem de nutrientes e diversidade vegetal em florestas tropicais serão investigadas dentro de três componentes do projeto: (1) uma intercomparação (baseada nas suposições assumidas nos modelos) dos resultados de quatro modelos globais de vegetação dinâmica (DGVM) rodados com dados de entrada do projeto LBA oriundos do sítio experimental do AmazonFACE, sob concentração atmosférica de CO2 ambiente e em um cenário de +200ppmv - que proverá o primeiro conjunto de hipóteses a serem futuramente verificadas no experimento de campo (e que serão relevantes para outros projetos de pesquisa em andamento); (2) desenvolvimento de um novo DGVM baseado em atributos e balanços (trade-offs) funcionais - em oposição à lógica padrão de tipos funcionais de plantas - o qual irá nos fornecer melhores condições de lidar com a enorme diversidade de plantas encontrada em florestas tropicais e como ela responde a mudanças ambientais; (3) um exercício simples para investigar potenciais feedbacks que o aumento da [CO2] pode causar entre a biosfera e a atmosfera na Amazônia usando um DGVM acoplado dinamicamente a um modelo de circulação geral do sistema atmosfera-oceano. O intercâmbio de dados e expertise será facilitado através de cooperações internacionais e com o suporte de dois workshops conjuntos. Como de praxe em pesquisa de modelagem ambiental, a maior parte dos recursos financeiros requisitados estão relacionados ao financiamento de pessoal através de bolsas. Neste estágio, este projeto é independente da execução do experimento de campo do AmazonFACE, uma vez que não irá fazer uso de nenhum dado a ser gerado pelo experimento. Entretanto, como sugerido pelas mais recentes discussões no tópico, a abordagem de integração entre modelagem ecossistêmica e experimentação observacional, como a proposta aqui, é chave para avançar, de forma eficiente, no nosso entendimento preditivo dos impactos das mudanças climáticas na Amazônia e outros ecossistemas tropicais. (AU)

Publicações científicas

(8)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

SILVA JUNIOR, CELSO H. L.; CARVALHO, NATHALIA S.; PESSOA, ANA C. M.; REIS, JOAO B. C.; PONTES-LOPES, ALINE; DOBLAS, JUAN; HEINRICH, VIOLA; CAMPANHARO, WESLEY; ALENCAR, ANE; SILVA, CAMILA; et al. Amazonian forest degradation must be incorporated into the COP26 agenda. NATURE GEOSCIENCE, v. 14, n. 9, p. 634-635, SEP 2021. (19/05440-5, 16/21043-8, 16/02018-2, 15/02537-7, 18/14423-4)

RIUS, BIANCA FAZIO; DARELA FILHO, JOAO PAULO; FLEISCHER, KATRIN; HOFHANSL, FLORIAN; BLANCO, CAROLINA CASAGRANDE; RAMMIG, ANJA; DOMINGUES, TOMAS FERREIRA; LAPOLA, DAVID MONTENEGRO. Higher functional diversity improves modeling of Amazon forest carbon storage. ECOLOGICAL MODELLING, v. 481, p. 14-pg., 2023-03-13. (15/02537-7, 19/04223-0, 17/00005-3)

FLEISCHER, KATRIN; RAMMIGL, ANJA; DE KAUWE, MARTIN G.; WALKER, ANTHONY P.; DOMINGUES, TOMAS F.; FUCHSLUEGER, LUCIA; GARCIA, SABRINA; GOLL, DANIEL S.; GRANDIS, ADRIANA; JIANG, MINGKAI; et al. Amazon forest response to CO2 fertilization dependent on plant phosphorus acquisition. NATURE GEOSCIENCE, v. 12, n. 9, p. 736+, SEP 2019. (15/02537-7)

MARTINS, NATHIELLY P.; FUCHSLUEGER, LUCIA; FLEISCHER, KATRIN; ANDERSEN, KELLY M.; ASSIS, RAFAEL L.; BACCARO, FABRICIO B.; CAMARGO, PLINIO B.; CORDEIRO, AMANDA L.; GRANDIS, ADRIANA; HARTLEY, IAIN P.; et al. Fine roots stimulate nutrient release during early stages of leaf litter decomposition in a Central Amazon rainforest. PLANT AND SOIL, v. 469, n. 1-2, OCT 2021. (15/02537-7)

MENEZES, JULIANE; GARCIA, SABRINA; GRANDIS, ADRIANA; NASCIMENTO, HENRIQUE; DOMINGUES, TOMAS F.; GUEDES, ALACIMAR, V; ALEIXO, IZABELA; CAMARGO, PLINIO; CAMPOS, JESSICA; DAMASCENO, AMANDA; et al. Changes in leaf functional traits with leaf age: when do leaves decrease their photosynthetic capacity in Amazonian trees?. TREE PHYSIOLOGY, v. 42, n. 5, p. 17-pg., 2021-04-28. (15/02537-7)

SAMPAIO, GILVAN; SHIMIZU, MARILIA H.; GUIMARAES-JUNIOR, CARLOS A.; ALEXANDRE, FELIPE; GUATURA, MARCELO; CARDOSO, MANOEL; DOMINGUES, TOMAS F.; RAMMIG, ANJA; VON RANDOW, CELSO; REZENDE, LUIZ F. C.; et al. CO2 physiological effect can cause rainfall decrease as strong as large-scale deforestation in the Amazon. BIOGEOSCIENCES, v. 18, n. 8, p. 2511-2525, APR 22 2021. (15/02537-7, 15/50687-8, 17/03048-5, 17/07135-0, 15/50122-0)

LAPOLA, DAVID M.; PINHO, PATRICIA; QUESADA, CARLOS A.; STRASSBURG, BERNARDO B. N.; RAMMIG, ANJA; KRUIJT, BART; BROWN, FOSTER; OMETTO, JEAN P. H. B.; PREMEBIDA, ADRIANO; MARENGO, JOSE A.; et al. Limiting the high impacts of Amazon forest dieback with no-regrets science and policy action. PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, v. 115, n. 46, p. 11671-11679, NOV 13 2018. (14/50848-9, 15/02537-7, 14/50627-2)

LAPOLA, DAVID M.; PINHO, PATRICIA; BARLOW, JOS; ARAGAO, LUIZ E. O. C.; BERENGUER, ERIKA; CARMENTA, RACHEL; LIDDY, HANNAH M.; SEIXAS, HUGO; SILVA, CAMILA V. J.; SILVA-JUNIOR, CELSO H. L.; et al. The drivers and impacts of Amazon forest degradation. Science, v. 379, n. 6630, p. 12-pg., 2023-01-27. (20/08916-8, 20/16457-3, 20/08940-6, 16/02018-2, 15/02537-7, 20/15230-5)