Calor +5°C e solo seco: estudo WSL/EPFL mostra como faia e carvalho-pubescente reagem

Um futuro mais quente soa como péssima notícia para as florestas - e, em muitos casos, é mesmo. Ainda assim, um experimento recente indica que o maior risco para inúmeras árvores não é a temperatura isoladamente, e sim o calor quando vem acompanhado de solo seco.

O trabalho, conduzido pelo Instituto Federal Suíço de Pesquisa para Florestas, Neve e Paisagem (WSL) e pela EPFL, baseia-se numa estrutura rara e mantida por muitos anos em Birmensdorf, perto de Zurique.

Há mais de cinco anos, mudas de faia e de carvalho-pubescente vêm crescendo dentro de câmaras climáticas nas quais os cientistas conseguem aumentar o calor, reduzir a água disponível ou combinar as duas coisas ao mesmo tempo.

O objetivo era direto: reproduzir o tipo de verão que a Europa Central pode enfrentar se o aquecimento chegar a cerca de +5°C (9°F), e observar o que de fato acontece com as folhas.

O resultado traz um detalhe contraintuitivo: quando há água disponível, as folhas toleram um calor surpreendentemente alto; porém, com o mesmo calor em condições de seca, elas podem sofrer danos permanentes.

Dentro de um teste de “minifloresta”

Na área do WSL, a equipa construiu câmaras abertas no topo - na prática, pequenos “ecossistemas-modelo” ao ar livre. Dentro delas, as mudas se desenvolvem sob combinações cuidadosamente controladas de temperatura do ar e humidade do solo.

Uma parte das árvores ficou com água e temperatura em níveis normais. Outra parte cresceu com o ar aquecido, cerca de 5°C (9°F) acima do ambiente externo, para simular um clima futuro.

Um terceiro grupo foi submetido a condições de seca. E o tratamento mais severo juntou as duas pressões: ar mais quente e solo seco ao mesmo tempo.

O estudo concentrou-se em duas espécies com grande importância para a Europa Central. A faia é ampla e economicamente relevante, mas é conhecida por sofrer em períodos de seca - sobretudo quando jovem.

O carvalho-pubescente segue outra lógica. Ele é mais comum em climas do tipo mediterrânico, mas também ocorre na Suíça, e por isso costuma ser visto como uma possível árvore “substituta” em cenários mais quentes.

“Queríamos comparar a sua estratégia de uso de água com a da faia, uma árvore mais sensível às secas, especialmente na fase de muda”, disse Alyssa Therese Kullberg, ecofisiologista vegetal na EPFL e no WSL, que liderou o trabalho.

Como as árvores controlam o calor

As folhas aquecem mais depressa do que muita gente imagina. Sob sol direto, a superfície foliar pode alcançar facilmente 40 a 45°C (104 a 113°F), mesmo quando o ar está mais fresco.

Em geral, as árvores se protegem com um recurso que funciona como um “suor” vegetal: a transpiração. As folhas libertam vapor de água por poros minúsculos, e a evaporação ajuda a resfriar a superfície foliar.

Isso, porém, só funciona se houver água suficiente no solo. Quando a seca aparece, a árvore enfrenta uma escolha difícil.

Ela pode manter os poros abertos para resfriar as folhas, mas corre o risco de ficar sem água e comprometer a planta inteira. Ou pode fechar os poros para poupar água - e, nesse caso, o resfriamento praticamente para e as folhas sobem muito de temperatura.

No experimento, os pesquisadores acompanharam a temperatura das folhas e procuraram sinais visíveis de dano, incluindo mudanças de cor. Quando havia água em quantidade adequada, até o calor extremo não foi o desastre que se poderia esperar.

“Podemos ver uma pequena queimadura de sol nas folhas, com dano leve ao sistema de fotossíntese, mas esse dano normalmente é temporário”, afirmou Kullberg.

Assim, o calor por si só, mesmo quando as folhas ultrapassavam uma faixa desconfortável, em muitos casos gerou apenas estresse de curto prazo. O problema sério começou quando a seca entrou em cena.

A seca torna o calor perigoso para as árvores

Com o solo seco, as folhas não conseguem continuar evaporando água sem colocar a árvore em risco. Então os poros se fecham, a transpiração diminui ou cessa, e a temperatura foliar sobe ainda mais.

É aí que surge o “escorchamento”: manchas castanhas de tecido morto ou danificado de forma permanente.

Os pesquisadores observaram que ultrapassar a “margem de segurança térmica” da folha - um limiar crítico de temperatura - esteve associado a dano duradouro, sobretudo durante a seca.

A equipa também usou dados experimentais controlados para demonstrar que exceder as margens de segurança térmica pode causar escorchamento permanente, especialmente quando a água é escassa.

“É por isso que estamos realmente entusiasmados com a descoberta”, disse Kullberg.

O carvalho supera a faia na seca

A faia sofreu de maneira evidente. Nas mudas de faia, a combinação de calor com seca frequentemente levou ao escorchamento, com as manchas castanhas avançando pela superfície.

O carvalho-pubescente não reagiu da mesma forma - e é aqui que o estudo fica ainda mais intrigante.

“Não vimos muito escorchamento nas folhas de carvalho, embora as suas margens de segurança térmica tenham sido excedidas praticamente com a mesma frequência que as das folhas de faia”, disse Kullberg.

“Em outras palavras, ambas as espécies atingiram temperaturas críticas com a mesma frequência, mas o carvalho pareceu mais capaz de tolerar essas condições. Isso foi uma surpresa e não pode ser explicado completamente pelos mecanismos que medimos no nosso estudo.”

Em termos simples, carvalho e faia atingiram temperaturas de “calor excessivo” em ritmos parecidos, mas as folhas da faia pagaram um preço muito maior. As folhas do carvalho, de alguma forma, lidaram melhor.

A equipa ainda não consegue explicar totalmente o motivo, o que é um alerta importante. Mesmo assim, o achado é relevante porque separa duas coisas que muitas vezes são tratadas como iguais: alcançar uma temperatura crítica e ser danificado por ela.

O papel oculto do ar seco

Há mais uma peça nessa história: seca não significa apenas “menos chuva”. Mesmo que a precipitação não mude, o aquecimento por si só pode tornar o solo efetivamente mais seco.

Isso ocorre porque o ar quente consegue reter mais humidade. À medida que as temperaturas sobem, a atmosfera passa a “exigir” mais água - puxando mais humidade do solo e das folhas por evaporação.

Com isso, as florestas podem entrar em estresse hídrico mais cedo, mesmo sem alterações dramáticas na chuva. Essa é uma das razões pelas quais se espera que o risco de seca aumente com as mudanças climáticas.

Na Suíça, por exemplo, os verões quentes e secos de 2018 e 2022 causaram escorchamento disseminado em folhas de faia, especialmente em áreas onde os solos já eram secos. O experimento ajuda a esclarecer por que isso acontece.

A faia consegue se manter mais fresca quando há água. Mas, quando o solo seca, ela é obrigada a desligar o seu sistema de resfriamento foliar - e, então, o calor passa a ser muito mais perigoso.

Testando árvores ao longo do tempo

As árvores nas câmaras climáticas continuarão a crescer sob essas condições controladas por mais dois anos. Isso permite que a equipa avance para uma pergunta de seguimento, crucial para florestas reais: as árvores “aprendem” com o estresse?

Em outras palavras: se uma árvore já passou por escassez de água, ela se ajusta de um modo que aumente as suas chances de sobreviver a novos episódios de calor e seca?

Com mais anos de dados, os pesquisadores poderão testar se o estresse prévio torna as árvores mais resistentes - ou se apenas as deixa mais fragilizadas.

Para gestores florestais, o recado já parece nítido. O aquecimento é um problema, mas a água é o rastilho.

Se ondas de calor e secas se tornarem mais comuns ao mesmo tempo, a sobrevivência das árvores dependerá menos de quanto o ar esquenta e mais de o solo ter água suficiente para impedir o superaquecimento das folhas.

Diferenças entre espécies, como faia e carvalho-pubescente, podem moldar o aspeto das florestas do futuro, inclusive em regiões onde a faia dominou por séculos.