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Há uma ameaça climática à espreita nos rios de todo o mundo. Nova pesquisa mostra onde

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Rios e riachos oferecem muito mais do que belas paisagens ou uma oportunidade para se refrescar no verão. Eles constituem um componente importante de um sistema global que determina quanto carbono é armazenado no solo ou enviado para a atmosfera.

Novas pesquisas mostram que as atividades humanas estão perturbando diretamente este sistema e aumentando a quantidade de carbono enviada para a atmosfera.

Quando o lixo das árvores cai em um curso de água, ele se torna combustível para todo um ecossistema. Os microrganismos se alimentam dos detritos, peixes consomem ou cai no leito do rio onde o carbono fica preso.

Mas a actividade humana pode acelerar a decomposição de folhas e outros detritos, enviando mais dióxido de carbono para a atmosfera. Um elemento-chave é um clima mais quente, que torna os micróbios mais ativos. Os produtos químicos dos fertilizantes, como o fósforo e o nitrogênio, também nutrem os micróbios e levam a uma decomposição mais rápida da cama.

Modelar com precisão essas dinâmicas de mudança é fundamental para combater as mudanças climáticas, de acordo com uma equipe de pesquisadores liderada por Scott Tiegs, da Universidade de Oakland, em Michigan. organizou uma iniciativa global para fazer um balanço.

Mais de 150 cientistas em 40 países, incluindo o Canadá, receberam tiras de algodão padronizadas – em vez de folhas de árvores, que são normalmente utilizadas – para medir a taxa de decomposição orgânica em locais locais.

Um mapa global que mostra as taxas estimadas de decomposição de matéria orgânica em cursos de água.  Vermelho indica decomposição mais rápida.
Um mapa global que mostra as taxas estimadas de decomposição de matéria orgânica em cursos de água. Vermelho indica decomposição mais rápida. (Tiegs, Capps, et. al. 2024)

Agora, os pesquisadores combinaram essas amostras de campo com conjuntos de dados globais para criar um algoritmo de aprendizado de máquina que estima as taxas de decomposição em todo o mundo.

“O que foi chocante sobre os nossos dados foi que, embora estivéssemos selecionando esses locais relativamente minimamente impactados, ainda podíamos ver pontos críticos onde os humanos realmente tiveram um impacto, seja através da urbanização, ou da agricultura ou de uma combinação”, disse Krista Capps, especialista em atividades aquáticas. ecologista de ecossistemas da Universidade da Geórgia, coautor do trabalho.

O mapa global resultante ilustra os efeitos prejudiciais da actividade humana: partes do centro dos Estados Unidos, sul do Canadá e Europa – áreas de elevada densidade populacional, desenvolvimento urbano e agricultura – são pontos críticos vermelhos brilhantes para uma decomposição mais rápida, “sugerindo fortemente a destruição humana à escala continental”. impactos na ciclagem do carbono nos rios”, de acordo com o estudo.

A pesquisa foi publicado na quinta-feira em Ciência.

Um ‘golpe duplo’ para o Canadá

A rapidez com que as folhas se decompõem nos cursos de água pode parecer uma preocupação de nicho, mas tem grande importância para o clima.

“A implicação é que não podemos contar com corpos de água, incluindo rios, riachos e lagos, para continuarem a reter carbono como fizemos”, disse Paul Frost, professor de ciências aquáticas na Universidade de Trent, em Peterborough, Ontário. , que participou do estudo de campo. “Podemos estar trocando-os de sumidouros de carbono por fontes de carbono”.

Frost enfatizou que os pesquisadores estudaram a decomposição e suas ligações com o clima no passado, mas disse que “foi um grande passo para eles serem capazes de padronizar” os testes de campo com tiras de algodão.

Pesquisadores de todo o Canadá participaram, disse ele, medindo como as tiras se decompuseram nos cursos de água locais ao longo de quatro semanas e enviando-as para análise. Variáveis ​​como temperatura da água e bioma também foram registradas.

Alimentar estes dados num algoritmo preditivo preenche lacunas cruciais no conhecimento, especialmente em áreas como os trópicos e áreas remotas ou de difícil acesso onde a recolha de dados pode ser um desafio.

O mapa global gerado usando o algoritmo produziu resultados com relevância que também chega mais perto de casa. Por exemplo, disse Frost, o mapa mostra um gradiente claro de norte a sul no Canadá, com as taxas de decomposição diminuindo com temperaturas mais frias. Essa disparidade também está ligada aos tipos de árvores que prosperam nesses ambientes.

ASSISTA | Como os pesquisadores estão rastreando a poluição em St. Lawrence:

Quão limpo é o Rio São Lourenço?

Uma viagem científica de 300 quilómetros no Rio São Lourenço revelou o impacto que os humanos tiveram sobre ele – e o que isso significa sobre a nossa relação com a natureza. Relatórios de Verity Stevenson da CBC Montreal.

Como parte do trabalho realizado para modelar as taxas de decomposição da serapilheira natural em comparação com a tira de algodão, os investigadores descobriram que a serapilheira de pinheiro se decompõe mais lentamente do que a serapilheira de carvalho. À medida que o clima aquece, as florestas decíduas repletas de carvalhos podem espalhar mais ao norteo que significaria um maior potencial para taxas de decomposição mais rápidas e mais carbono sendo liberado na atmosfera.

“No sul de Ontário, há uma demarcação bastante clara onde passamos das florestas decíduas para as florestas boreais de coníferas, e essa linha vai se arrastar mais ao norte”, disse Frost. “Portanto, isso será um golpe duplo em termos de taxas de decomposição.”

Brian Branfireun, cientista ambiental da Western University que não fez parte do estudo, disse que o trabalho mostra que o norte do Canadá corre um risco elevado à medida que as temperaturas aumentam.

“Os locais a observar são as partes do mundo, como a floresta boreal canadiana, que estão actualmente numa escala de decomposição mais baixa, como mostrado neste estudo – as latitudes do norte estão a aquecer muito mais rapidamente do que as do sul, por isso estes são os locais onde as mudanças na o futuro será mais significativo”, disse ele por e-mail.

Da previsão à prevenção

Os pesquisadores compartilharam seus modelos on-line para qualquer um usarque escreveram “permitirá aos cientistas e gestores de recursos naturais prever mudanças no funcionamento das redes fluviais à escala planetária”.

“As alterações climáticas são uma emergência diferente de todas as que a humanidade alguma vez enfrentou – simplesmente não temos tempo para ir a todos os lugares do mundo e fazer estas medições importantes durante os próximos 20 anos”, disse Branfireun.

“Estas abordagens permitem-nos utilizar os dados que temos e quando combinados com o nosso melhor conhecimento científico, fazemos estimativas sobre processos ambientais em locais que nunca visitámos, muito menos fizemos uma medição”.

O algoritmo também é apenas um primeiro passo que pode ser melhorado com ainda mais pesquisas locais, de acordo com os pesquisadores.

“Com mais dados, continuará a melhorar”, disse Capps.

“O próximo passo é começar a olhar para esses fluxos impactados e ver se esses padrões são ainda mais enfatizados ou se podemos encontrar outros fatores mais sutis que estão impulsionando essas relações”.

Entretanto, a indicação clara de que os factores humanos, como os nutrientes adicionados pela agricultura ou a urbanização, estão a ter um impacto é informação que pode ser usada para ajudar nos esforços para mitigar os danos, disse Frost.

“Realmente precisamos ter mais cuidado com os nutrientes do meio ambiente”, disse ele.

“Qualquer coisa que possamos fazer para usar e gerenciar com mais cuidado os nutrientes nas paisagens agrícolas e urbanas ajudaria a desacelerar a decomposição e ajudaria esses sistemas a serem melhores locais de armazenamento de carbono”.

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