Modelagem dos impactos do aumento da concentração de CO2 e nutrientes sobre a composição funcional na Floresta Amazônica

Autor(es)

João Paulo Darela Filho

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Rio Claro. 2022-03-02.
• Instituição: Universidade Estadual Paulista (Unesp). Instituto de Biociências. Rio Claro
• Data de defesa: 2021-12-14
• Orientador: David Montenegro Lapola

Resumo

A hipótese de perda da floresta amazônica em decorrência das mudanças climáticas foi postulada no final dos anos 90, sugerindo um declínio acentuado da biomassa vegetal simulada por modelos de superfície terrestre (Land Surface Models) em resposta a retroalimentações entre o ciclo de carbono (C) e as mudanças de precipitação e temperatura projetadas para o século XXI por modelos de circulação geral (General Circulation Models). O efeito de fertilização por CO2 (dióxido de C) pode, eventualmente, manter a produtividade e a biomassa florestal nas próximas décadas, evitando ou adiando a suposta descaracterização florestal na região. A resposta da floresta amazônica aos efeitos diretos e indiretos do CO2 elevado é, contudo, incerta. Principalmente em virtude de duas características importantes, até aqui não consideradas conjuntamente em experimentos realizados com modelos de vegetação: o papel potencialmente limitante do nitrogênio e do fósforo (N e P) sobre o efeito de fertilização por CO2 e as possíveis alterações de composição funcional comunidades vegetais sob diferentes regimes de estresse e perturbação originadas pelas mudanças climáticas. Este estudo apresenta uma abordagem de modelagem de ecossistemas terrestres baseada em processos ecofisiológicos e na biodiversidade de formas e funções vegetais, representada pela alta variabilidade de atributos funcionais de plantas. Considerando os ciclos do nitrogênio e fósforo acoplados ao ciclo de carbono, numa combinação inovadora de características de modelagem dinâmica de ecossistemas terrestres. O novo modelo foi aplicado para a simulação dos ecossistemas da Pan-amazônia num período climatológico e histórico recente (1979-2016) e em um teste de sensibilidade envolvendo variações na temperatura, precipitação, concentração de CO2 e nutrientes (N e P). A simulação histórica foi comparada com dados de referência em um processo de avaliação biogeoquímica, baseada em um protocolo de amplo uso na modelagem de ecossistemas terrestres. A simulação histórica e os dados gerados no teste de sensibilidade foram a base para o desenvolvimento de um método de análise funcional multidimensional que foi utilizado aqui para identificar com precisão importantes interações entre a composição funcional da vegetação simulada e os processos ecossistêmicos sob as diferentes condições ambientais simuladas. Os resultados dos testes de sensibilidade foram comparados qualitativamente a resultados de experimentos de manipulação dos recursos e variáveis climáticas. Finalmente, sob a luz das análises anteriores, uma análise detalhada da simulação histórica foi realizada, buscando esclarecer os efeitos diversos na vegetação, que são causados pelo aumento do stress hídrico, da temperatura e da concentração atmosférica de CO2 entre 1979 e 2016. A combinação de maior diversidade funcional e dos ciclos de N e P acoplados ao ciclo de C em um modelo dinâmico de vegetação revelou interações importantes entre composição funcional da área simulada e o complexo balanço entre assimilação de C e respiração autotrófica, que em última instância compõem o principal controle sobre a biomassa em ecossistemas terrestres. Adicionalmente, um resultado relevante não previsto no plano inicial é apresentado: um conjunto de mapas e uma análise sobre as diferentes formas químicas de P nos solos da área de estudo. (AU)

• Processo FAPESP: 17/00005-3 - Modelando o papel dos nutrientes para a estabilidade da Floresta Amazônica frente às mudanças climáticas
• Beneficiário: João Paulo Darela Filho
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto