Adaptar árvores e florestas a um clima em transformação: o que está em risco e onde a resiliência pode ser projetada

Para líderes de sustentabilidade, gestores de projeto e cientistas florestais, as mudanças climáticas transformaram uma questão lenta e de fundo em algo urgente: as árvores plantadas e manejadas hoje sobreviverão às condições que virão nas próximas três décadas, e o que deve mudar agora para que mais delas sobrevivam? O manejo de árvores e florestas foi calibrado para um clima que já está em movimento. Escolhas de procedência, durações de rotação, desenhos de sombreamento, misturas de espécies e expectativas quanto ao fogo foram todos definidos com base em regimes de chuva, tetos de temperatura e intervalos de perturbação que se mantiveram por gerações.

A questão estratégica

A maioria das conversas sobre árvores e clima foca na mitigação: quanto carbono uma árvore armazena e como medi-lo. Esse trabalho é essencial, e é o tema do nosso artigo complementar sobre calcular o carbono das árvores. A adaptação é a questão complementar, e para muitos profissionais é agora a mais urgente. Mesmo sob cenários otimistas de emissões, o clima de 2050 não se parecerá com o clima em que a geração atual de povoamentos foi estabelecida. As árvores são longevas. Uma muda plantada neste ano compromete um sítio a um conjunto de características por décadas, durante as quais o clima ao seu redor continuará mudando.

Adaptar significa projetar sistemas arbóreos para condições que já não correspondem à referência que o manual atual pressupõe. Três dimensões definem o desafio.

As restrições mudam. Limites térmicos e hidráulicos que raramente eram testados são agora ultrapassados em anos comuns. As estações de tempo propício ao fogo se alongam. As gerações de pragas se multiplicam. O envelope climático que fazia de uma espécie ou procedência uma escolha segura se contrai ou se desloca.

Os compromissos se deslocam. Práticas que reduziam o risco em um clima estável podem se voltar contra em condições extremas. A sombra que protege o sub-bosque de cacau do calor pode privá-lo de água em um ano de seca1415. Uma monocultura de alta produtividade concentra o risco de perturbação que um povoamento misto distribuiria. A migração assistida protege contra o aquecimento, mas traz sua própria incerteza.

As métricas evoluem. O estoque em pé e a produtividade continuam importantes, mas são insuficientes como únicos indicadores de que um sistema arbóreo está se tornando mais resiliente ou mais exposto. O risco de mortalidade, a margem de segurança hidráulica, o intervalo de retorno de perturbações e a durabilidade de qualquer alegação de carbono precisam figurar ao lado do crescimento e do estoque.

Como um clima em transformação alcança as florestas

Antes de decidir o que mudar na prática, é útil enxergar os canais físicos e biológicos pelos quais o aquecimento age sobre as árvores. Não se trata de projeções distantes. Cada um já está documentado em campo.

Secas mais quentes estão matando árvores

A primeira síntese global de mortalidade de árvores induzida por seca e calor documentou a morte de árvores em todos os continentes florestados, estabelecendo a mortalidade ligada ao clima como um fenômeno mundial, e não um conjunto de acidentes locais1. Um banco de dados posterior de observações de campo em 675 localidades, abrangendo mais de 1.300 parcelas e mais de 150 estudos desde 1970, encontrou uma "assinatura de seca mais quente" consistente nesses eventos e mostrou que a frequência de condições letais de mortalidade sobe de forma acentuada e não linear à medida que o aquecimento aumenta2. O IPCC avalia, com alta confiança, que a seca impulsionada pelas mudanças climáticas causou até 20 por cento de perda de árvores entre 1945 e 2007 em três regiões estudadas da África e da América do Norte3.

O mecanismo importa para a adaptação, porque determina quais árvores estão mais expostas. As árvores morrem na seca por dois caminhos interligados: a falha hidráulica, na qual o sistema de transporte de água resseca e o ar bloqueia o fluxo até a copa, e a inanição de carbono, na qual a árvore fecha seus estômatos para conservar água e esgota lentamente suas reservas4. Árvores maiores e mais altas tendem a morrer primeiro, porque precisam erguer a água a maior altura contra a gravidade e estão mais expostas à demanda atmosférica5. Esse é o padrão incômodo por trás da observação de que a seca muitas vezes remove exatamente as árvores grandes e velhas que guardam a maior parte do carbono de um sistema, uma dinâmica que examinamos em árvores remanescentes em agrofloresta de cacau.

A margem de segurança hidráulica se estreita à medida que a árvore cresce em altura e idade, o que ajuda a explicar por que os maiores indivíduos são tão frequentemente os primeiros a sucumbir.

O clima adequado está se deslocando

À medida que as temperaturas sobem, a faixa de clima à qual uma espécie está adaptada migra encosta acima e em direção aos polos. Nas florestas da Europa Ocidental, a elevação ótima de 171 espécies vegetais subiu, em média, 29 metros por década ao longo do século XX6. O IPCC atribui, com alta confiança, ao aquecimento observado deslocamentos de biomas de até 300 metros encosta acima e 20 quilômetros em direção aos polos3.

Para as culturas no centro do trabalho da Ekodama, as implicações são concretas. Para o café, a modelagem entre cenários de emissões projeta que a área global climaticamente adequada à produção poderia cair por volta da metade até meados do século, com as perdas mais acentuadas em baixas altitudes, empurrando a produção viável encosta acima8. Para o cacau nos dois maiores países produtores do mundo, Gana e Costa do Marfim, a adequação não simplesmente encolhe: ela se desloca. Algumas zonas de cultivo atuais se tornam inadequadas enquanto outras melhoram, e a temperatura máxima da estação seca passa a ser tão limitante quanto a disponibilidade de água, o que aumenta o valor de um sombreamento bem projetado7.

O calendário sazonal está se desalinhando

O aquecimento também separa ritmos que evoluíram juntos. Na Europa, eventos fenológicos da primavera, como a brotação e a floração, adiantaram-se cerca de 2.5 dias por década na segunda metade do século XX9. A atividade mais precoce expõe o crescimento novo a danos por geadas tardias e pode desacoplar as árvores dos polinizadores e inimigos naturais cujos calendários se deslocam a ritmos diferentes. Uma floração antecipada em duas semanas é uma mudança pequena no papel e grande se o polinizador, ou a última geada, não tiver se movido junto.

Pragas e perturbações estão se amplificando

O aquecimento eleva o teto térmico dos insetos-praga, estendendo sua distribuição a latitudes e altitudes maiores e alterando o momento, dependente da temperatura, de seu desenvolvimento10. No caso do besouro-da-casca-da-picea europeu, estações mais quentes permitem gerações adicionais por ano ao longo do gradiente altitudinal, e surtos após a seca de 2018 dizimaram piceas em partes da Europa Central. Uma síntese global constatou que condições mais quentes e secas intensificam as perturbações por fogo, seca e insetos, com as maiores mudanças concentradas em florestas de coníferas e boreais11. O IPCC avalia, com confiança muito alta, a mortalidade de árvores provocada por insetos-praga em florestas temperadas e boreais3. A perturbação é onde vários estressores se somam: um povoamento enfraquecido pela seca é a oportunidade do besouro, e um povoamento morto pelo besouro é combustível.

As estações de fogo estão se alongando

Entre 1979 e 2013, a estação global média de tempo propício ao fogo se alongou em 18.7 por cento, e a área de terras queimáveis submetidas a longas estações de tempo propício ao fogo praticamente dobrou12. Janelas mais longas de condições inflamáveis elevam a probabilidade de que uma ignição se torne um grande incêndio, o que importa tanto para as próprias florestas quanto, como mostra a seção sobre permanência, para o carbono creditado a partir delas.

A ressalva do CO2, dita com honestidade

O aumento do CO2 atmosférico de fato estimula a fotossíntese, e as evidências indicam que ele responde por cerca de metade do aumento da fotossíntese global desde os tempos pré-industriais13. É tentador tratar isso como um benefício compensatório que permitiria às florestas crescer apesar do aquecimento. As evidências não sustentam apostar nisso. O efeito de fertilização é limitado pela disponibilidade de nutrientes e água, sua magnitude é incerta, e os registros de satélite indicam que o efeito vem enfraquecendo desde o início da década de 1980, à medida que essas limitações se impõem13. Um vento a favor real, porém decrescente e incerto, não substitui a adaptação.

Adaptar árvores e florestas: quatro contextos

A resposta certa depende de onde você está, do que você cultiva e do que mais ameaça o sistema. Prescrições genéricas têm valor limitado. Quatro contextos mostram como a mesma ciência de base se traduz em decisões diferentes, e o cacau e o café, os sistemas mais próximos do nosso trabalho, vêm primeiro.

Agrofloresta tropical: árvores de sombra de cacau e café

A sombra é a alavanca central de adaptação no cacau e no café, e é genuinamente poderosa. Uma meta-análise de 52 estudos constatou que sistemas agroflorestais de cacau armazenam 2.5 vezes mais carbono do que monoculturas, amortecem extremos de temperatura e reduzem as temperaturas médias, e entregam produtividades totais do sistema cerca de dez vezes maiores quando se contabilizam as frutas, a madeira e os demais produtos das árvores de sombra14. Esse último número traz uma ressalva importante: a própria colheita de cacau é cerca de 25 por cento menor sob sombra do que a pleno sol14. A agrofloresta vence em carbono, resiliência e produção total por hectare, não por maximizar a cultura de cacau isoladamente.

O argumento da adaptação tem um limite nítido que todo desenho de sombreamento precisa respeitar. Durante a seca do El Niño de 2015/16 na zona de transição floresta-savana de Gana, o cacau cultivado sob a sombra de Albizia ferruginea sofreu 100 por cento de mortalidade, e o cacau sob a sombra de Antiaris toxicaria, 77 por cento de mortalidade, enquanto o cacau a pleno sol sobreviveu, porque as árvores de sombra competiam pela mesma água escassa do solo15. A lição não é que a sombra seja errada. É que a espécie de sombra, a densidade, a profundidade de enraizamento e a arquitetura de copa precisam ser ajustadas à disponibilidade local de água, e que um sistema calibrado para a chuva média pode falhar nos extremos que um clima em transformação torna mais frequentes.

O simulador torna visível a decisão central de projeto. À medida que o déficit da estação seca aumenta e as árvores de sombra competem de forma mais agressiva por água, o nível de sombra que maximiza o benefício cai em direção a zero, e além dele a sombra se torna um custo líquido. A resposta prática é ajustar a espécie e a densidade de sombra à água que um sítio consegue fornecer em seus piores anos, não nos anos médios.

Florestas temperadas e boreais de produção

Em regiões mais frias, o aquecimento é um sinal ambíguo. Alguns povoamentos limitados pelo frio ganham em duração da estação de crescimento e em produtividade, ao menos no início. Mas a perturbação sobe junto, e está concentrada aqui: a síntese global de perturbação florestal encontrou a maior intensificação de danos por fogo, seca e insetos em sistemas de coníferas e boreais11, e a dinâmica do besouro-da-casca descrita acima já está reconfigurando a picea da Europa Central. A adaptação nessas florestas gira em torno de distribuir o risco em vez de perseguir produtividade: diversificar espécies e procedências para que uma única praga ou seca não possa levar um povoamento inteiro, encurtar as rotações onde o risco de perturbação está subindo e, com mais cautela, a migração assistida de procedências mais bem ajustadas ao clima em que um povoamento vai amadurecer, e não àquele em que foi plantado.

Bosques mediterrâneos e de terras secas

Onde a água já é a restrição determinante, o aquecimento traz o declínio induzido pela seca fortemente acoplado ao fogo. No sul da Europa, a desfolha de copa e a mortalidade subiram nas décadas recentes nas zonas mais secas, e o IPCC avalia os sistemas mediterrâneos como entre os mais expostos3. A adaptação aqui está mais próxima da gestão de risco do que da silvicultura de produção: reduzir a densidade do povoamento para que as árvores restantes disputem menos água, favorecer espécies resistentes à seca e ao fogo, gerir as cargas de combustível e aceitar que algumas áreas marginais vão transitar para um bosque mais aberto ou para vegetação arbustiva, qualquer que seja a intervenção.

Florestas tropicais úmidas e plantações

As florestas tropicais intactas têm sido um grande sumidouro de carbono, mas esse serviço está enfraquecendo. A análise de redes de parcelas de longo prazo na África e na Amazônia constatou que o sumidouro de carbono das florestas tropicais intactas atingiu o pico nos anos 1990; o sumidouro africano manteve-se perto de 0.66 toneladas de carbono por hectare por ano antes de começar a declinar, enquanto o sumidouro amazônico vem em declínio de mais longo prazo à medida que a mortalidade impulsionada pela seca aumentou17. Para os sistemas tropicais manejados, o sinal de adaptação é que as monoculturas de plantação concentram exatamente os riscos, seca, praga e fogo, que a ciência diz estarem se intensificando, e que os desenhos de espécies mistas e de múltiplos estratos os distribuem.

Fios comuns

Ao longo desses quatro contextos, várias mudanças se aplicam independentemente de região, espécie ou sistema.

Da rotação fixa à silvicultura adaptativa. A suposição de que uma escolha de espécie ou um plano de manejo pode ser definido uma vez e seguido até a colheita está enfraquecendo. Sob um clima em movimento, as decisões precisam ser revisitadas: monitorar a condição, ajustar espécies e densidade e remedir. Isso aumenta o valor do monitoramento contínuo e de desenhos que mantêm as opções abertas.

A diversidade é um seguro. A diversidade de espécies, de procedências, estrutural e genética reduz a chance de que uma única seca, praga ou incêndio remova um sistema inteiro. Um povoamento diverso aceita um pequeno custo em otimização em troca de uma grande redução do risco de cauda, que é precisamente a troca que um clima em transformação recompensa.

Proteja primeiro as grandes e as velhas. As árvores grandes e velhas guardam uma parcela desproporcional do carbono e do valor de biodiversidade de um sistema, e são também as mais expostas à mortalidade por seca5. Tanto na agrofloresta quanto nas florestas manejadas, identificar e proteger esses indivíduos está entre as ações de adaptação de maior retorno disponíveis.

Da avaliação de métrica única à multidimensional. Medir apenas o crescimento, ou apenas o estoque, não revela se um sistema está se adaptando. O risco de mortalidade, a segurança hidráulica, a diversidade de espécies e estrutural e a exposição a perturbações precisam ser acompanhados ao lado dos números de produtividade e carbono, porque são essas as variáveis que determinam se o estoque medido neste ano ainda estará ali daqui a vinte.

A permanência sob um clima perturbador

Para qualquer organização que credite ou reivindique carbono florestal e agroflorestal, a ciência acima converge para um único problema prático: a durabilidade do carbono. Uma árvore remove CO2 enquanto cresce e o devolve se queima, é comida por besouros ou morre de seca. À medida que as perturbações que causam essas reversões se intensificam, a permanência do carbono florestal já não pode ser presumida. Ela precisa ser projetada e precificada.

O instrumento padrão é o pool de reserva. Na abordagem do Verified Carbon Standard para projetos de uso da terra, cada projeto contribui com uma parcela de seus créditos, definida por uma classificação de risco de não permanência, para um pool compartilhado que é acionado para cobrir reversões; a retenção costuma estar na faixa de cerca de 10 a 25 por cento, com um piso efetivo perto de 10 por cento19. O mecanismo é sólido em princípio. A questão em aberto é se os pools estão dimensionados para um clima em que a perturbação está aumentando, e não estacionária. Uma análise recente constatou que o componente de incêndios florestais do pool de reserva de compensações florestais da Califórnia, destinado a segurar contra perdas por fogo até 2100, foi esgotado em cerca de 95 por cento já em sua primeira década, apenas pelas temporadas de incêndios de 2020 e 202120. Uma síntese na Science enquadrou o caso geral: fogo, seca e perturbação biótica impõem riscos quantificáveis e amplificados pelo clima ao potencial de mitigação das florestas, e a emissão de créditos precisa considerá-los explicitamente18.

Uma forma simples de enxergar a pressão é tratar a perturbação em escala de povoamento como um risco com um intervalo médio de retorno e perguntar quanto do carbono creditado se espera que sobreviva a um período de creditação.

Aqui, T é o intervalo de retorno da perturbação, L a fração do estoque perdida por evento, w um multiplicador de aquecimento sobre a frequência e Y o horizonte de creditação. A ferramenta abaixo permite mover cada um deles e observar como o carbono creditado em pé, e a reserva que ele implica, respondem.

O multiplicador de aquecimento é onde a ecologia entra na contabilidade. A modelagem sugere que a área de floresta perturbada poderia subir substancialmente sob alguns graus de aquecimento, da ordem de um aumento de 1.5 a 4 vezes dependendo do sistema e do cenário, e as estações de tempo propício ao fogo já se alongaram de forma mensurável1211. Alimentar a expressão acima com um intervalo de retorno que encurta reduz a permanência efetiva e eleva a reserva que um projeto deveria manter, às vezes bem acima do piso padrão. Este não é um argumento contra o carbono florestal. É um argumento para precificar o risco de perturbação com honestidade, dimensionar as reservas para um clima em aquecimento e não para um histórico, e tratar uma alegação de permanência confiável como algo a ser demonstrado com análise de perturbação específica do sítio, no mesmo espírito do rigor de medição que apresentamos em sinal versus ruído no carbono do solo.

Principais conclusões

• Árvores plantadas para o clima de ontem enfrentarão o de amanhã. Como as árvores são longevas, as escolhas de espécie, procedência e projeto precisam ser testadas contra o clima em que um povoamento vai amadurecer, e não aquele em que foi estabelecido.
• As secas mais quentes são a principal causa de morte, e levam primeiro as árvores grandes. A mortalidade sobe de forma não linear com o aquecimento, opera por falha hidráulica e inanição de carbono, e recai com mais força sobre as árvores grandes e velhas que guardam a maior parte do carbono.
• A adequação se desloca em vez de simplesmente encolher. A área adequada ao café pode cair por volta da metade até meados do século e as zonas do cacau se deslocam geograficamente, de modo que a adaptação consiste em acompanhar e projetar para o novo envelope, incluindo um sombreamento bem ajustado.
• A sombra é uma adaptação poderosa, mas condicional. A agrofloresta de cacau armazena 2.5 vezes mais carbono e amortece o calor, mas, sob seca extrema, uma sombra mal ajustada matou o cacau por completo. A sombra precisa ser calibrada à disponibilidade de água do sítio, com os benefícios em geral se erodindo acima de cerca de 30 por cento de cobertura de copa.
• Diversidade e proteção das árvores velhas são os movimentos transversais. A diversidade de espécies, de procedências e estrutural reduz o risco de cauda, e resguardar as grandes árvores velhas protege de uma só vez a maior parte do carbono e da biodiversidade.
• A permanência é agora uma questão de projeto. A intensificação de fogo, seca e pragas erode a durabilidade do carbono florestal; os pools de reserva dimensionados para um clima estacionário podem se esgotar rapidamente, de modo que o risco de perturbação precisa ser medido e precificado.

Onde a Ekodama se encaixa

O trabalho da Ekodama foi construído em torno da ciência do carbono, do desenho agroflorestal e de decisões baseadas em evidências. Essas são as capacidades de que o planejamento de adaptação precisa, aplicadas a um conjunto mais amplo de questões sobre árvores e florestas.

O Desenho Experimental para sistemas agroflorestais e florestais transforma as questões de sombra e espécies acima em planos específicos do sítio. Ajustar a espécie, a densidade e a profundidade de enraizamento da sombra à disponibilidade local de água, ou escolher misturas de procedências que distribuem o risco de perturbação, é exatamente o desenho baseado em evidências e específico do sítio que separa um sistema resiliente de um frágil.

A Modelagem de Dados e Simulações traduz projeções climáticas em orientação concreta. O que acontece com a adequação de uma espécie, a exposição de um povoamento a perturbações ou a permanência efetiva de um projeto sob 1.5, 2 ou 3 graus de aquecimento? A modelagem de cenários transforma futuros abstratos em decisões sobre o que plantar e quanta reserva manter.

Os Diagnósticos de Solo e Carbono caracterizam não apenas os estoques de carbono, mas as variáveis que determinam resiliência e durabilidade, da estrutura do povoamento e da diversidade de espécies ao histórico de perturbações de um sítio. Um diagnóstico concebido para uma linha de base de carbono pode, com uma extensão modesta, servir também como avaliação de vulnerabilidade e permanência.

A Comunicação Científica e Treinamento ajuda as equipes a entender e articular os dois lados da história. Quando a mesma evidência que sustenta uma alegação de carbono também quantifica seu risco climático, comunicar ambos é o que torna a alegação crível.

Este artigo é o complemento sobre árvores e florestas do nosso texto sobre adaptar o manejo do solo a um clima em transformação. Se você já investe em medição de árvores, desenho agroflorestal ou carbono florestal, você detém boa parte dos dados de que uma estratégia de adaptação precisa. Uma conversa sobre o que esses dados já dizem a respeito de resiliência e permanência é gratuita e sempre honesta.

Referências