Protocolo com câmeras monitora brotamento e queda das folhas a partir do solo
Por Emerson José
Metodologia desenvolvida por pesquisadores associados ao CBioClima permite acompanhar as mudanças nas folhas de árvores, arbustos e vegetação herbácea do solo e pode potencializar o monitoramento das mudanças climáticas das vegetações sazonalmente secas
As mudanças sazonais nas folhas de plantas de ecossistemas tropicais sazonalmente secos, como savanas e florestas secas, agora podem ser monitoradas com mais precisão por meio de um novo protocolo de câmeras de monitoramento, também chamadas de fenocâmeras. É o que comprova um estudo de cientistas da rede transcontinental PhenoChange, ligados ao CBioClima e a diversas instituições de pesquisa no Brasil, na África e no Reino Unido.
O estudo acaba de ser publicado na revista científica Methods in Ecology and Evolution sob o título The PhenoChange Network Protocol for Monitoring Leaf Phenology in Tropical Dry Ecosystems Using Phenocameras e conta com a participação dos pesquisadores Desirée Marques Ramos, do Instituto Tecnológico Vale (ITV); Kyle Graham Dexter, da The University of Edinburgh; Patricia Morellato, do Instituto de Biociências da Unesp de Rio Claro e diretora do CBioClima, entre outros. A publicação é o primeiro resultado do Projeto FAPESP PhenoChange #2022/02323-0 em cooperação com o NERC (Natural Environment Research Council/Conselho de Pesquisa do Ambiente Natural, a principal agência pública de financiamento de pesquisas e treinamento em ciências ambientais no Reino Unido) e tem o apoio do CBioClima (Centro de Pesquisa em Biodiversidade e Mudanças do Clima).
Os pesquisadores desenvolveram e testaram um protocolo inédito e padronizado para o uso de armadilhas fotográficas automatizadas de baixo custo para monitorar o brotamento e a queda das folhas a partir do chão nos ecossistemas secos tropicais. O protocolo foi testado nessas vegetações no Brasil e em Angola (África) e permite acompanhar separadamente o comportamento das plantas que formam a copa das árvores e daquelas que ocupam a camada mais próxima do solo.
Os ecossistemas sazonalmente secos tropicais, que incluem o Cerrado e a Caatinga, no Brasil, e as savanas africanas, cobrem cerca de metade dos trópicos e desempenham um papel fundamental no equilíbrio do carbono global e na regulação do clima do planeta. Nesses ambientes, a sazonalidade das chuvas exerce forte influência sobre o comportamento da vegetação.
No entanto, monitorar como e quando as plantas emitem ou perdem suas folhas sempre foi um desafio para a ciência por causa da subjetividade da observação humana ou por questões climáticas, já que satélites espaciais, por exemplo, podem ter sua visão bloqueada por nuvens na época das chuvas ou misturam o sinal das árvores e do capim em uma única imagem.
O grande diferencial deste novo método de acompanhamento da vegetação é separar e analisar, de forma independente, mas simultânea e contínua, duas camadas vitais da vegetação: o dossel (as copas das árvores) e a camada rasteira (composta por gramíneas, ervas e pequenos arbustos). Essa característica é especialmente importante em áreas remotas, nas quais visitas frequentes são difíceis ou caras. Além disso, as imagens diárias das fenocâmeras podem registrar mudanças que acontecem em períodos muito curtos de tempo e que poderiam passar despercebidas em observações diretas realizadas apenas uma vez por semana ou a cada duas semanas ou mês.
O novo protocolo foi aplicado em quatro áreas de estudo com formações vegetais contrastantes no Brasil: no Cerrado (Fazenda Água Limpa/DF); no Campo Sujo, na Estação Ecológica de Itirapina/SP; na Caatinga, em Petrolina/PE; e em Angola (florestas de Miombo no Parque Nacional do Bicuar).
Em Petrolina, por exemplo, a vegetação rasteira apresentou oscilações rápidas de "verdejamento" em resposta a pulsos isolados de chuva, quando monitorada com câmeras instaladas no chão, detalhe totalmente invisível na visão geral de câmeras instaladas em torres, que visam mudanças no dossel das árvores. Em alguns casos, as plantas do solo apresentaram mudanças importantes na quantidade de folhas durante períodos em que essas alterações não eram detectadas pelas câmeras focadas no dossel. Essas diferenças podem estar relacionadas à maior sensibilidade da vegetação rasteira às variações de chuva e à disponibilidade de água.
Com as mudanças climáticas alterando os regimes de chuva e elevando as temperaturas globais, entender a velocidade com que os ecossistemas secos perdem ou ganham folhas é vital. A folhagem das plantas dita a quantidade de carbono absorvida da atmosfera, a evaporação da água para o ar e a disponibilidade de alimento para a fauna e para o gado em áreas de pastagem natural.
O protocolo padronizado da rede PhenoChange torna o monitoramento fenológico escalável e aplicável a áreas remotas do planeta que não possuem infraestrutura elétrica ou torres caras. A rede permite reunir informações obtidas de diferentes ambientes e regiões, criando uma base de dados capaz de ajudar os pesquisadores a comparar como diferentes comunidades vegetais respondem às condições ambientais.
O PhenoChange mostra como uma tecnologia relativamente simples pode contribuir para responder perguntas complexas sobre a biodiversidade e as mudanças ambientais. Ao registrar diariamente aquilo que acontece com a vegetação, as fenocâmeras transformam imagens em séries de dados que permitem acompanhar os ciclos das plantas com uma precisão temporal muito maior.
Esse tipo de monitoramento pode contribuir para pesquisas sobre mudanças climáticas, conservação da biodiversidade, funcionamento dos ecossistemas e ciclo do carbono, além de fornecer informações importantes para compreender a capacidade de adaptação da vegetação às transformações ambientais.
Para a sociedade, a ferramenta fornece dados em tempo real sobre a saúde e a resiliência dos biomas tropicais. Essas informações são fundamentais para aperfeiçoar modelos de previsão climática global, elaborar estratégias de conservação da biodiversidade e, por fim, orientar políticas públicas de manejo do fogo e combate à desertificação no semiárido.
A pesquisa contou com financiamento, entre outros, da FAPESP (Projeto CEPID CBioClima #2021/10639-5) e pode ser lido na íntegra em: https://doi.org/10.1111/2041-210x.70404
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