Cientistas investigam previsões de incêndios florestais e impactos de longo prazo – Strong The One

Dois meses após o pico da temporada de incêndios no verão de 2023, de junho a agosto, os incêndios florestais canadenses queimaram mais de 25 milhões de acres de terra, interromperam a vida de milhões e se espalharam além dos limites tradicionais do oeste do Canadá, a leste da Nova Escócia. O fenômeno atraiu atenção renovada quando a fumaça se espalhou para regiões densamente povoadas, tornando o horizonte da cidade de Nova York laranja e atravessando o Oceano Atlântico até a Europa no final de junho.

Compreender os muitos riscos e impactos dos incêndios florestais está no centro de vários projetos do ORNL. Henriette “Yetta” Jager, uma cientista do ORNL cuja pesquisa está na interseção entre energia e ecologia, estudou como o desbaste seletivo da floresta pode remover combustível para incêndios florestais e fornecer material vegetal para conversão em biocombustíveis.

“É um tema complexo”, disse Jager. “A ciência está mostrando que, embora possa ser difícil remover a vegetação rasteira e as árvores finas em algumas áreas sem estradas, simplesmente deixar a floresta antiga sozinha pode causar mais mal do que bem. Para espécies em risco, como corujas pintadas, deixar o combustível acumular pode causar incêndios maiores e mais generalizados que podem ser piores a longo prazo.”

Jager trabalhou com colegas para construir uma estrutura que pode apoiar a tomada de decisões sobre práticas de desbaste florestal, padrões de paisagem e até mesmo táticas espaciais de combate a incêndios. Os resultados de seu trabalho podem ser usados ​​para proteger espécies terrestres e aquáticas que precisam de uma passagem segura para se afastar do fogo e retornar mais tarde.

“A perturbação dos incêndios florestais faz parte da natureza e as espécies estão adaptadas a ela, mas estamos em uma situação diferente agora com as mudanças climáticas”, disse Jager. “Haverá grandes mudanças em quando esses incêndios acontecerão, seu tamanho e gravidade, o que causará grandes mudanças na vegetação e novos impactos nas espécies animais.

“Ao continuar nossa pesquisa, podemos ajudar os gerentes florestais a planejar essas mudanças.”

Desenterrando dados na tundra ártica rica em carbono

Avançar na compreensão dos efeitos dos incêndios florestais no ciclo do carbono é o foco da cientista do ORNL, Fernanda Santos. Ela estuda não apenas eventos únicos, mas também incêndios florestais repetidos ao longo de décadas. Ela examina o que esses incêndios pressagiam para a capacidade da terra de bloquear o carbono. E, inversamente, seu trabalho avalia como os incêndios podem se tornar uma fonte de emissões de carbono durante incêndios florestais e potencialmente intensificar o ciclo de aquecimento. Os solos do mundo contêm mais de 3 gigatoneladas de carbono – o triplo da quantidade na atmosfera – e cerca de 70% da camada superior de todos os solos foi exposta ao fogo em algum momento.

Sua pesquisa ilumina as mudanças antecipadas à medida que a terra evolui em resposta ao fogo. “Muitas pessoas pensam na evolução como algo que acontece ao longo dos séculos”, disse Santos. “Mas a ideia de evolução rápida, incluindo como plantas e microbiomas do solo se adaptam rapidamente ao aumento de incêndios, é relativamente nova. Veremos mais ou menos biodiversidade após incêndios repetidos? Em última análise, queremos saber como o fogo afeta esses ambientes, inclusive abaixo do solo. “

O fogo afeta as características funcionais das plantas, bem como a diversidade e função de micróbios e outros organismos dentro e ao redor do solo que podem alterar a qualidade da planta e do solo, disseram Fernanda e colegas em uma edição especial da revista Ecologia Funcional examinar as lacunas de conhecimento no estudo dos impactos evolutivos dos incêndios florestais. Mudanças nos regimes de incêndios florestais relacionadas a um clima mais quente, como maior recorrência e severidade, foram relatadas para acelerar a transição de ecossistemas dominados por árvores para arbustos, por exemplo. A influência evolutiva do fogo pode ser vista na seleção de plantas com características como casca mais grossa e rápida germinação e rebrota, podendo resultar em menor diversidade de plantas.

Os cientistas também apontaram a necessidade de mais pesquisas sobre como o fogo pode afetar as interações entre plantas e fungos nas florestas. Incêndios florestais mais graves e repetidos também podem afetar as pistas sensoriais que os animais, incluindo insetos, polinizadores e herbívoros, normalmente usam para evitar incêndios e resultar em implicações adicionais para a biodiversidade em um clima em mudança, disseram os cientistas.

No ORNL, Santos trabalha em projetos como o DOE Next-Generation Ecosystem Experiments Arctic, ou NGEE Arctic, realizando experimentos e coletando dados observacionais para entender melhor as mudanças que ocorrem nos ecossistemas do Ártico. Ela se concentra na ecologia de distúrbios – o que eventos como incêndios florestais e surtos de pragas significam para o meio ambiente e futuros feedbacks climáticos. Ela examina a química orgânica e inorgânica do solo do Ártico, que ajuda a isolar a camada permafrost rica em carbono da tundra.

Refinando simulações climáticas em larga escala

Santos também está ajudando a refinar simulações em grande escala do clima da Terra, como o Modelo do Sistema Exascale da Terra de Energia do DOE, para melhor representar diferentes formas de carbono, como biomassa carbonizada – fuligem e carvão – que resultam de incêndios florestais. O E3SM é apoiado pelo Programa de Pesquisa Biológica e Ambiental do DOE Office of Science e abrange oito laboratórios nacionais, incluindo o ORNL. O modelo é executado nos supercomputadores mais rápidos do mundo, fornecendo simulações altamente avançadas para prever melhor as mudanças ambientais que podem afetar o setor de energia.

Todo esse trabalho depende da qualidade e quantidade de dados observacionais e experimentais. Para aprimorar os conjuntos de dados relacionados a incêndios florestais, Santos e seu colega do ORNL, Jiafu Mao, lançaram