Crescimento da Floresta Amazônica é limitado pela falta de fósforo, revela estudo do Inpa e instituições parceiras

As descobertas de estudo publicado na revista Nature têm implicações para o sequestro de gás carbônico atmosférico e para a resiliência da floresta à mudança do clima global

O crescimento esperado da Floresta Amazônica quando exposta a uma atmosfera cada vez mais rica em gás carbônico (CO₂) pode ser limitado pelos baixos níveis de fósforo nos solos da região. É o que aponta uma nova pesquisa publicada na Revista Nature por um grupo de cientistas internacionais liderada pelo Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (Inpa/ MCTI), a Universidade de Exeter (Inglaterra) e mais dez instituições.

As concentrações mais elevadas de CO₂ na atmosfera fazem com que as plantas acelerem seu crescimento, assimilando carbono da atmosfera de forma mais rápida. Esse aumento da taxa de crescimento – especialmente em grandes florestas como as da Amazônia – ajuda a frear parcialmente o aumento dos níveis de CO₂ na atmosfera (sequestro de carbono), desacelerando as mudanças climáticas.

Os cientistas explicam que, para o processo acontecer, as plantas necessitam também de outros nutrientes para processar o CO₂ e crescer. O novo estudo – Evidência direta da limitação do fósforo na produtividade da floresta amazônica – demonstra que a falta de níveis adequados de fósforo nos solos, um dos principais nutrientes para o crescimento das plantas, pode limitar a capacidade de aumentar a produtividade das florestas (taxa de crescimento) da Amazônia à medida que o CO₂ da atmosfera aumenta.

Os pesquisadores alertam para outra grave consequência: os baixos teores de fósforo  tornam a floresta tropical menos resiliente às mudanças climáticas, que é acelerada pela emissão de CO₂ oriunda da queima de combustíveis fósseis e pelos desflorestamentos.

“Nossos resultados questionam o potencial da Amazônia em manter as altas taxas atuais de absorção de carbono”, disse a autora que liderou o artigo, Hellen Fernanda Viana Cunha, que está concluindo o Doutorado no Programa de Pós-Graduação em Ciências de Florestas Tropicais (PPG-CFT/Inpa). Ela é orientada pelos pesquisadores, Antonio Manzi (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – Inpe), Carlos Alberto Quesada (Inpa) e Kelly Andersen (NTU Singapura).

Fertilização com fósforo

Cerca de 60% da bacia Amazônica está em solos antigos com baixo teor de fósforo. O papel do fósforo no controle da produtividade não era claro, já que a maioria dos experimentos de fertilização em grande escala em outras partes do mundo – como no Panamá e na Costa Rica (América Central) – foram realizados em sistemas mais ricos em fósforo, de 5 a 18 vezes maiores do que na Amazônia central.

“Nosso experimento examinou os efeitos da adição de fósforo, nitrogênio e cátions (outros nutrientes potencialmente importantes) em uma floresta tropical madura com baixo teor de fósforo. Somente o fósforo levou ao aumento da produtividade nos dois primeiros anos do experimento”, explicou Cunha.

Para Cunha e colaboradores, ter respostas tão rápidas e fortes ao fósforo, tanto acima quanto abaixo do solo, é uma indicação de que o sistema está funcionando sob severa limitação de fósforo. “Os solos de regiões tropicais como a Amazônia geralmente se formaram há milhões de anos, e nutrientes, como fósforo e cátions, provenientes da decomposição química das rochas, podem ser perdidos ao longo do tempo”, explicou Cunha que é engenheira florestal.

Nutrientes como o nitrogênio podem ser absorvidos do ar por microrganismos associados a certas plantas e solos. O fósforo, contudo, não está disponível como gás na atmosfera – então, uma vez esgotado, há pouca oportunidade para os níveis aumentarem, segundo os cientistas.

Entre 2017 e 2019, foram feitas aproximadamente 1.500 medidas de produtividade do dossel (como folhas, galhos finos, flores, frutos e sementes), quantificada a produção de raízes finas a cada três meses em 160 locais e monitorado o crescimento de 4.849 árvores numa floresta de Terra Firme próxima a Manaus. A pesquisa faz parte do Experimento de Fertilização da Amazônia (AFEX), instalado a 80 quilômetros ao norte de Manaus, em uma área de floresta contínua do Projeto Dinâmica Biológica de Fragmentos Florestais (PDBFF). O AFEX monitora uma área de oito hectares, dividido em 32 parcelas de floresta com 50 m x 50 m cada.

No experimento, dois anos de adição de fósforo ao solo dessas florestas causou aumentos significativos no crescimento das raízes finas (29%) e na produtividade do dossel (19%). O crescimento dos troncos não aumentou. Para Cunha, a explicação pode estar no fato das raízes e folhas exigirem mais fósforo que os troncos, além do crescimento dos troncos ser um processo mais lento. “É necessário um monitoramento de longo prazo do experimento para determinar se a resposta na produtividade dos troncos se torna aparente”, alerta a autora.

Implicações

As descobertas têm implicações para o armazenamento de carbono na floresta e para a sua resiliência frente à mudança do clima global. “Para lidar e se recuperar de ameaças crescentes, como secas, precisamos que a floresta esteja crescendo melhor do que costumava”, disse o professor do departamento de Geografia da Universidade de Exeter, Iain Hartley, que também assina o artigo e é um dos coordenadores do AFEX.

“Uma resposta tão rápida à adição de fósforo sugere um alto nível de limitação por este nutriente, e indica que é pouco provável que a floresta possa crescer mais rápido com o aumento de CO₂ na atmosfera. Isso preocupa”, destacou o pesquisador do Inpa, Carlos Alberto Quesada, o outro coordenador do AFEX.

Partes da Floresta Tropical que crescem em solos de baixa fertilidade podem ser mais vulneráveis às mudanças climáticas do que se reconhece atualmente, o que implica que os riscos associados aos impactos negativos das mudanças climáticas sobre a floresta amazônica se tornarão cada vez maiores, destaca o estudo de Cunha e colaboradores.

Para tentar responder como os efeitos do aumento de CO₂ na atmosfera afetam a resiliência da floresta amazônica, cientistas trabalham em outro importante programa de pesquisa, o experimento AmazonFace do Inpa em cooperação com outras instituições.

No experimento, que deve se tornar em um dos maiores laboratórios a céu aberto do mundo para a compreensão dos efeitos do aumento do CO₂ na atmosfera nas florestas tropicais úmidas, os pesquisadores elevam as concentrações de CO₂ na floresta para simular as condições atmosféricas previstas para 2050 e verificar como a floresta responderá. A equipe internacional do AmazonFace inclui pesquisadores do experimento AFEX. A Fase 2 do AmazonFace contará com financiamento do Reino Unido.

SAIBA MAIS

ARTIGO: “Direct evidence for phosphorus limitation on Amazon forest productivity https://www.nature.com/articles/s41586-022-05085-2

O artigo publicado na revista Nature faz parte da tese de doutorado de Hellen Fernanda Viana Cunha, aluna do PPG-CFT/Inpa. O estudo foi financiado pela NERC (Natural Environment Research Council).

Fonte: COEXT/INPA