Restauração florestal – “equilibrar árvores fixadoras de nitrogênio com outras espécies”

“Observações recentes sugerem que o grande sumidouro de carbono em florestas maduras e em recuperação pode ser fortemente limitado pelo nitrogênio. Árvores fixadoras de nitrogênio (fixadores) em simbiose com bactérias fornecem a principal fonte natural de novo nitrogênio para florestas tropicais. No entanto, a abundância de fixadores é fortemente restrita, destacando a questão fundamental sem resposta sobre o que limita a entrada de novo nitrogênio nos ecossistemas tropicais. Aqui examinamos se a herbivoria por animais é responsável por limitar a fixação simbiótica de nitrogênio em florestas tropicais. Avaliamos se as árvores fixadoras de nitrogênio sofrem mais herbivoria do que outras árvores, se a herbivoria acarreta um custo substancial de carbono e se a alta herbivoria é resultado de herbívoros visando as folhas ricas em nitrogênio dos fixadores. Analisamos 1.626 folhas de 350 mudas de 43 espécies de árvores tropicais no Panamá e descobrimos que: (1) embora a herbivoria reduza o crescimento e a sobrevivência de todas as mudas, as árvores fixadoras de nitrogênio sofrem 26% mais herbivoria do que as não fixadoras; (2) os fixadores têm custos de oportunidade de carbono 34% maiores devido à herbivoria do que os não fixadores, excedendo o custo metabólico da fixação de nitrogênio; e (3) a alta herbivoria dos fixadores não é impulsionada pelo alto nitrogênio foliar. Nossos achados revelam que a herbivoria pode ser suficiente para limitar a fixação simbiótica de nitrogênio tropical e pode restringir seu papel em aliviar a limitação de nitrogênio no sumidouro de carbono tropica”.

Algumas árvores, como as da família das fabáceas ou das leguminosas, estabelecem uma relação simbiótica com as bactérias, permitindo que elas absorvam o nitrogênio do ar. Para a maioria das plantas, o nitrogênio vem do solo, mas alguns solos, particularmente aqueles em florestas tropicais recém-reflorestadas ou perturbadas, podem ter baixo teor de nitrogênio - e isso limita o crescimento das árvores.

O nitrogênio é um nutriente essencial necessário para a fotossíntese. Usando um processo conhecido como fixação de nitrogênio, algumas plantas se adaptaram para absorver o nitrogênio do ar usando os serviços de bactérias amigáveis. Isso permite que as árvores cresçam em habitats onde os níveis de nitrogênio são baixos.

Níveis mais altos de nitrogênio podem resultar em níveis mais altos de fotossíntese e remoção de dióxido de carbono, um potente gás de efeito estufa, da atmosfera, ajudando a compensar parte das emissões de carbono da atividade humana.

A fixação de nitrogênio também aumenta os níveis de nitrogênio no solo, encorajando espécies não fixadoras a sobreviver. Mas essa aparente situação ganha-ganha tem desvantagens.

Uma equipe internacional de cientistas, liderada por Will Barker, pesquisador de doutorado da Escola de Geografia de Leeds, descobriu que árvores com capacidade de fixar nitrogênio atraem insetos e outros animais que comem suas folhas, um processo conhecido como herbivoria.

Em um artigo científico publicado na revista Nature, os pesquisadores relatam que em uma floresta tropical no Panamá, as árvores fixadoras de nitrogênio sofreram 26% mais herbivoria do que as árvores não fixadoras.

Eles descobriram que, ao serem consumidas, as árvores fixadoras de nitrogênio tiveram menor crescimento e menores taxas de sobrevivência quando comparadas às árvores não fixadoras. Isso teria um impacto na quantidade de novo nitrogênio que entra nos solos da floresta e restringiria o papel que as árvores poderiam desempenhar na remoção do dióxido de carbono do meio ambiente.

Barker disse: “Essas descobertas nos dão novos insights sobre a função de diferentes tipos de árvores nas florestas tropicais e podem ajudar a informar os esforços para reflorestar regiões tropicais que foram degradadas pela exploração madeireira e pela agricultura.

“Por exemplo, as pessoas que estão reflorestando locais podem considerar a inclusão de uma mistura diversificada de árvores fixadoras e não fixadoras de nitrogênio, para que tenham o suficiente para garantir que os fixadores de nitrogênio possam trazer novo nitrogênio, mesmo quando houver restrições por herbivoria.

“Eles também não gostariam de plantar todas as árvores fixadoras de nitrogênio, porque então essas florestas em regeneração podem atrair desproporcionalmente pragas de animais que podem acabar com as árvores fixadoras de nitrogênio”.

Sarah Batterman, professora associada da Escola de Geografia de Leeds, que supervisionou a pesquisa, disse: “Essas descobertas são significativas porque, há décadas, as pessoas se interessam em como fatores abióticos, como a disponibilidade de nitrogênio ou fósforo no solo ou temperatura, restringem o nitrogênio simbiótico. fixação.

“Descobrimos que as interações com animais por meio da herbivoria no tecido foliar podem ser críticas para determinar a fertilidade dos solos das florestas tropicais em termos de nitrogênio.

“Esperamos que os padrões que encontramos no Panamá se mantenham em uma ampla variedade de ecossistemas. Estamos ansiosos para explorar isso ainda mais no futuro”.

O artigo – Custo generalizado de herbivoria em espécies de árvores tropicais fixadoras de nitrogênio – foi publicado na Nature. Outras instituições que participaram da pesquisa foram: Yale School of the Environment ; Smithsonian Tropical Research Institute , Panamá; Departamento de Biologia Integrativa , Universidade do Texas; Instituto Cary de Estudos Ecossistêmicos , Nova York.