Avaliação do papel de florestas primárias e secundárias no serviço ecossistêmico de regulação climática em regiões da Amazônia

Abstract

Os ecossistemas florestais oferecem serviços indiscutivelmente essenciais para a manutenção do equilíbrio da vida na Terra. A perda da floresta e a modificação da cobertura e do uso da terra são fatores que contribuem para a degradação e alteração do serviço ecossistêmico de regulação climática prestado por esse tipo de ecossistema. Na Amazônia, esse serviço é fundamental para atividades agrícolas, mas pode ser reduzido com a perda florestal e mesmo com o surgimento da floresta secundária (FS), sua magnitude é incerta. Estudos observacionais mostram que a FS é o uso do solo que mais cresce na Amazônia e, geralmente, resulta do abandono de áreas com baixo teor de nutrientes para cultivo e previamente utilizadas para pastagem ou rotação (pousio) de terras cultiváveis. Diante disso, esse estudo teve como objetivo avaliar a mudança nos padrões de precipitação, temperatura da superfície terrestre (LST) e evapotranspiração (ET) nas áreas de FS em comparação com as áreas de floresta primária (FP) em três grandes regiões do bioma Amazônico e verificar a influência dessas coberturas na oferta do serviço ecossistêmico (SE) de regulação climática, dependendo da área de ocupação. Para isso, foram utilizados produtos de sensoriamento remoto com resoluções espaço-temporais elevadas. Com os dados de precipitação, foi calculada a anomalia residual de precipitação anual (ARPA) a fim de reduzir os efeitos da localização geográfica, elevação e variabilidade interanual. Nas análises das variáveis climáticas em função da área ocupada pelas coberturas florestais realizou-se o ajuste de modelos de regressão, para obter modelos matemáticos que descrevessem essa relação entre as variáveis. Os resultados encontrados indicam que, em geral, mesmo com a remoção dos efeitos de localização e fatores de larga escala da precipitação, ainda é possível verificar a influência, principalmente dos eventos de larga escala, nos feedbacks dos usos e coberturas da terra (LULC, da sigla em inglês). Comparando anualmente as respostas da FP e da FS, foi observado que, em geral, as regiões Central (CBA) e Leste do Bioma Amazônico (EBA) apresentam maior sensibilidade aos eventos climáticos El Niño Oscilação Sul (ENOS) e maior ET, em comparação com a região Sul do Bioma Amazônico (SBA). Como são regiões mais próximas ao Equador e com diferentes espécies florestais, sofrem com maior intensidade os impactos causados por esses eventos de larga escala e apresentam maior umidade, favorecendo o aumento da ET, do que a SBA. Além disso, verificou-se que a FP contribui mais para ocorrência de chuva, em relação à FS, na maioria dos anos e em todas as regiões.Analisando as respostas das coberturas nas variáveis climáticas, verifica-se que, em geral, a FS não consegue recuperar o SE de regulação climática ofertado pela FP na região CBA, apresentando ARPA inferiores, ET inferiores e temperaturas elevadas. Nas regiões EBA e SBA, coberturas pequenas e intermediárias de FS aumentam as chuvas em comparação com a FP, embora esse comportamento se inverta para coberturas elevadas. Já na SBA, as ARPA da FP e FS são bem próximas para coberturas pequenas e intermediárias, e para coberturas elevadas a FS apresenta precipitação superior à da FP. No entanto, esse comportamento pode ser influenciado pelo histórico uso do solo, condições edafoclimáticas, tipo de cobertura no entorno da FS e a distribuição espacial (fragmentada ou concentrada) das florestas ao longo da extensão das regiões. Essas informações, a serem refinadas em estudos futuros, podem contribuir para o avanço do conhecimento sobre os efeitos da cobertura de FP e FS no clima local e/ou regional e no desenvolvimento de políticas de conservação de ecossistemas e restauração de áreas degradadas. Espera-se que estes estudos possam subsidiar tomadas de decisões mais eficientes e baseadas não somente em estimativas de sequestro de carbono, mas também em estimativas de incremento na provisão de serviços ecossistêmicos de regulação climática. Palavras-Chave: Interação Biosfera Atmosfera. Serviço Ecossistêmico. Regulação Climática.Forest ecosystems offer services that are indisputably essential to maintain the balance of life on Earth. Forest loss and changes in land cover and use are factors that contribute to the degradation and alteration of the climate regulation ecosystem service provided by this type of ecosystem. In the Amazon, this service is essential for agricultural activities, but it can be reduced with forest loss and even with the emergence of secondary forest (SF), its magnitude is uncertain. Observational studies show that FS is the fastest growing land use in the Amazon and generally results from the abandonment of areas with low nutrient content for cultivation and previously used for pasture or rotation (fallow) of arable land. Therefore, this study aimed to evaluate the change in precipitation, land surface temperature (LST) and evapotranspiration (ET) patterns in FS areas compared to primary forest (FP) areas in three major regions of the Amazon biome and to verify the influence of these land covers on the offer of the climate regulation ecosystem service (SE), depending on the area of occupation. For this, remote sensing products with high space-time resolutions were used. From the precipitation data, the residual annual precipitation anomaly (ARPA) was calculated in order to reduce the effects of geographic location, elevation and interannual variability. In the analysis of climate variables as a function of the area occupied by forest cover, regression models were adjusted to obtain mathematical models that described this relationship between the variables. The results indicate that, in general, even with the removal of location effects and large-scale precipitation factors, it is still possible to verify the influence, mainly of large-scale events, on land use and land cover feedbacks (LULC). Comparing the responses of FP and FS annually, in general, the Central (CBA) and Eastern regions of the Amazon Biome (EBA) show greater sensitivity to El Niño Southern Oscillation (ENOS) and greater ET, in comparison with the southern region of the Amazon Biome (SBA). As they are regions closer to the Equator and with different forest species, they suffer more intensely from the impacts caused by these large-scale events and have higher humidity, favoring the greater increase of ET, than the SBA. In addition, it was verified that PF contributes more to the occurrence of rain, in relation to FS, in most years and in all regions. Analyzing the land cover responses in the climate variables, it is verified that, in general, the FS is not able to recover the SE of climate regulation offered by the FP in the CBA region, presenting lower ARPA, lower ET and higher temperatures. In the EBA and SBAregions, small and intermediate FS cover fractions increase rainfall compared to FP, although this behavior is reversed for high cover fractions. In the SBA, the ARPA of FP and FS are very close for small and intermediate cover fractions, while for high coverage FS presents higher precipitation than FP. However, this behavior can be influenced by the land use history, edaphoclimatic conditions, land cover type around the FS and the spatial distribution (fragmented or concentrated) of forests along the extension of the regions. This information, to be refined in future studies, can contribute to the advancement of knowledge about the effects of FP and FS coverage on the local and/or regional climate and in the development of policies for the conservation of ecosystems and restoration of degraded areas. These studies could support more efficient decision-making based not only on estimates of carbon sequestration, but also on estimates of increments in the provision of climate regulation ecosystem service. Keywords: Biosphere Atmosphere Interaction. Ecosystem Service. Climate Regulation.