Uden ordentlig ledelse bliver Brasiliens Cerrado vansiret og mindre modstandsdygtig over for klimaændringer

En undersøgelse udført over en periode på 14 år i det brasilianske savannelignende biom viser, at dens typiske vegetation hurtigt bliver "cerradão" - en skovformation med dårlig biodiversitet - mens modstanden mod tørke og skovbrande svækkes.

Cerrado, Brasiliens savannebiom, bliver ødelagt i et hurtigt tempo, og utilstrækkelig forvaltning af rester forvandler store områder af biomet til cerradão, en biodiversitetsfattig skovformation, hvor arter, der er typiske for Cerrado, blander sig med generalistiske arter, der besætter galleriskoven og andre strukturer.

Forskere spekulerer på, om områder af cerradão kan bevare biodiversiteten i Cerrado. Hvis ikke, kan de udvikle sig til en type skov med biodiversitet, der ligner den atlantiske regnskovs biom, eller de bliver måske hverken til det ene eller det andet.

En langsigtet undersøgelse havde til formål at finde svar på disse spørgsmål ved at undersøge ændringer, der finder sted over en 14-årig periode i et prøveområde i cerradão, der indeholder 256 grunde i Assis Ecological Station, en bevaringsenhed i staten São Paulo.

Undersøgelsen er publiceret i tidsskriftet Forest Ecology and Management .

Designet og overvåget af Giselda Durigan, en professor ved State University of Campinas's Institut for Biologi (IB-UNICAMP), var undersøgelsen en del af Ph.D. forskning af Francisco Ferreira de Miranda Santos, artiklens første forfatter. Den sidste forfatter er Ricardo Ribeiro Rodrigues, professor ved University of São Paulo's Luiz de Queiroz College of Agriculture (ESALQ-USP) og Santos' specialevejleder.

Undersøgelsesstedet har været beskyttet mod brand i mindst 60 år og har derfor ikke nydt godt af omhyggeligt styret regelmæssig afbrænding med zoneinddeling og en roterende brandplan, der nu er anerkendt som den bedste konserveringsmetode for Cerrado.

Trods den lange periode uden forstyrrelser steg træbasalarealet, og de største træer fortsatte med at vokse, men trætætheden faldt over tid. Fællesskabets mangfoldighed steg en smule på grund af en lille fremgang i artsrigdommen.

Durigan understregede det hårde arbejde, som forskerne har udført. "Studier af skovdynamik tager lang tid som en selvfølge. Forandringer sker langsomt, og det er nødvendigt at vente tålmodigt på, at skoven fortæller sin egen historie. Udfordringen er at forstå, hvordan forandringer over tid påvirkes af ekstrem varme og kulde, overdreven eller utilstrækkelig regn, kraftig vind eller simpel konkurrence mellem træer om lys, vand og næringsstoffer.

"Udover tålmodighed kræver disse undersøgelser også disciplin og hårdt arbejde for at indsamle data ved forskellige lejligheder, såvel som inspiration og et solidt teoretisk grundlag for at formulere hypoteser og fortolke dataene," sagde hun.

Størrelsen af ​​undersøgelsesstedet (over 10 hektar) og antallet af identificerede og målte træer (over 20.000) gjorde projektet ekstremt udfordrende. "Hver måleaktivitet involverede et hold på fire, der arbejdede i omkring et år for at måle alle træerne igen, for at erstatte mistede nummereringer og for at identificere og markere nye individer på trods af regn, torne, flåter, gadfly, bæltedyrgrave osv. ," sagde hun.

"Santos brugte derefter måneder foran en computer for at lægge alt dette ind i sin Ph.D. i økologi ved UNICAMP, organisere en kæmpe database, opdage uoverensstemmelser, opdatere artsnomenklaturen og sammenligne målinger foretaget på forskellige tidspunkter for at spore historien om hver enkelt træ."

Denne beretning er interessant, fordi den hjælper med at fjerne den falske idé om, at videnskabelige fremskridt er retlinede. Når undersøgelser beskrives i tidsskriftsartikler, virker de ligetil, bortset fra de vanskeligheder, der ligger i det anvendte fagsprog, men der skal en stor indsats til for at nå en sådan enkelhed. Durigan fortalte, hvordan hun og Santos sammen stod over for udfordringen med at skulle rette fejl i koordinaterne for de 256 plot, der gjorde forskningen endnu sværere.

"Der var kun én løsning. Vi var nødt til at gå tilbage til stedet, finde bestemte nummererede træer i den tætte underskov, plotte deres positioner korrekt og sammenligne dem med positionerne på kortet. Til sidst opdagede vi, at fejlene simpelthen kunne rettes ved at dreje netværket af koordinater 90 grader mod uret, så faldt alt på plads," sagde hun.

Som et resultat af undersøgelsen opdagede forskerne, at 54 % af træerne identificeret i den indledende undersøgelse var døde 14 år senere, og at omkring 10.000 nye træer var vokset til 5 cm i diameter. Mens 14 år kan virke lang tid for mennesker, er det en kort periode for så stor en ændring i vegetationen. Med andre ord kan Cerrado hurtigt degenerere til cerradão, når først processen er begyndt.

"Det samlede antal træer faldt i perioden. Konkurrencen fra store træer forårsagede de smås død. Resultatet af denne 'krig' var sejren for de største, som fortsatte med at vokse og akkumulerede biomasse og kulstof. Antallet Næsten tredoblet i løbet af 14-årsperioden, er de største træer i områder med cerradão dog ikke så store som træerne i tropisk skov, og de overstiger sjældent 30 cm i diameter," sagde Durigan.

Undersøgelsen afslørede ændringer ikke kun i strukturen på stedet, men også i dets artssammensætning, tilføjede hun. Skovarter og generalister, der tåler skygge, fortsatte med at blomstre, mens arter, der er typiske for Cerrado, ikke var i stand til at få nok sollys og forsvandt.

"De få træer af Cerrado-typen, der stadig er i live, har ingen efterkommere, fordi de ikke spirer eller overlever i skyggen. Mange ikoniske arter forsvinder, fra Souari-nøden [Caryocar brasiliense] og Pequi til Mangaba [Hancornia speciosa], Curriola [Pouteria ramiflora], Barbatimão [Stryphnodendron adstringens] og Paineirinha [Eriotheca gracilipes]," sagde hun.

Hvad er betydningen af ​​disse ændringer fra et bevaringssynspunkt? "For det første kan vi ikke forvente, at dette område bidrager til bevarelsen af ​​floraen i Cerrado. Cerradão er skov med lukket baldakin, og al den skygge er et fjendtligt miljø for biomets typiske arter.

"Selvom artsrigdommen steg med 10 %, var tabene af Cerrado-typen dramatiske og irreversible. For det andet er den kontinuerlige ophobning af biomasse i et område med dyb sandet jord, der ikke kan holde på fugt, alarmerende," sagde hun.

Områder med cerradão er derfor mere tilbøjelige til at kollapse under lange tørkeperioder end åbne områder af Cerrado. I en tid med global klimakrise er ekstreme begivenheder stadig hyppigere. Jo større træbiomassen er, jo mere regn opfanges af skovkronerne, og jo mere vand forbruges af træerne.

Hvis der opsamles mindre vand, og der forbruges mere, vil det oplagrede vand løbe hurtigere ud. Mens en fem måneders tørke ikke påvirker træer i åbne områder, kan det føre til mange trædødsfald i områder med cerradão.

"Hvis klimaændringer i regionen førte til en stigning i og bedre fordeling af nedbør, ville denne nye skov være forenelig med lokale miljøforhold, men de rekordhøje temperaturer, der er registreret dér, tvinger træerne til at forbruge mere og mere vand, efterhånden som nedbøren falder, så sammenbrud er mere og mere sandsynligt.

"Hvis mange træer dør, vender det kulstof, der er lagret i dem tilbage til atmosfæren, og store mængder dødt tømmer øger sandsynligheden for katastrofale brande. I modsætning til typisk Cerrado-vegetation er cerradão ikke tilpasset brand. Hvis det brænder under ekstreme forhold, er det begynder at fungere som forringet skov," sagde Durigan.

Rodrigues tilføjede andre detaljer. "Artiklen afspejler den anstrengende personlige indsats fra ph.d.-kandidat Santos, hvis karriere som videnskabsmand den styrker, og er den første til at beskrive dynamikken i et permanent område på mere end 10 hektar kontinuerligt cerradão i staten São Paulo, med overraskende data vedrørende hastigheden, intensiteten og retningen af ​​ændringer i sammensætningen af ​​træarter over en temmelig lang periode," sagde han.

"Det er et vigtigt bidrag, der understøtter god offentlig politik for bevarelse og genopretning af biodiversitet i den udfordrende kontekst af klimaændringer."

Undersøgelsen bekræftede en hypotese, som forskerne rejste for nogen tid siden, men som endnu ikke er blevet fuldstændig testet på denne skala. De formodede, at den forenklede holdning med blot at beskytte biodiversiteten og isolere naturlige eller restaurerede fragmenter fra antropiske forstyrrelser, mens man ignorerer den historiske og kulturelle kontekst for bæredygtig forvaltning af naturlige økosystemer, måske ikke er den bedste løsning, og faktisk var sandsynligvis uforenelig selv med bevarelse af biodiversitet.

Flere oplysninger: Francisco Ferreira de Miranda Santos et al., Tree community dynamics in the cerradão (2002-2016):A case of biome shift, Forest Ecology and Management (2024). DOI:10.1016/j.foreco.2024.121698

Journaloplysninger: Skovøkologi og -forvaltning

Leveret af FAPESP