Efeitos das mudanças climáticas sobre os microrganismos do solo são modulados pela deposição atmosférica de nitrogénio

Cristina G. Pedraz/DICYT Investigadores da Espanha, Portugal e os Estados Unidos determinaram que os efeitos da mudança climática sobre o funcionamento dos microrganismos do solo são modulados pela deposição atmosférica de nitrogénio. Assim, segundo a quantidade de poluição atmosférica de nitrogénio que houver em uma zona, a resposta do sistema às alterações esperadas nas precipitações devido à mudança do clima será diferente.

Neste trabalho participaram Lourdes Morillas, Javier Roales e Antonio Gallardo, da Universidade Pablo de Olavide (Sevilla, Espanha); Jorge Durán, do Centro de Ecologia Funcional da Universidade de Coimbra (Portugal); Alexandra Rodríguez, do Museo Nacional de Ciencias Naturales-CSIC (Espanha); e Peter M. Groffman e Gary M. Lovett, do Cary Institute of Ecosystem Studies (Estados Unidos).

Conforme explica um dos investigadores da equipa, Jorge Durán, um dos aspectos mais críticos da mudança do clima é a intensificação do ciclo hidrológico em muitas partes do planeta, ou seja, um aumento das secas juntamente com tempestades mais frequentes e intensas. Esta intensificação afeta à humidade do solo, um dos fatores mais importantes que controlam os processos bioquímicos, com um aumento na frequência dos ciclos de secagem e humedecimento.

Outro componente da mudança global é o elevado nível de deposição atmosférica de nitrogénio, devido principalmente ao uso de combustíveis fósseis e à agricultura. Como explica Alexandra Rodríguez, o excesso de deposição de nitrogénio pode ter graves consequências para os ecossistemas, tais como o desequilíbrios dos nutrientes, a acidificação da água ou do solo e a eutrofização (concentração excessiva de nutrientes) dos ecossistemas, o aumento nas emissões de N2O e as mudanças na capacidade de armazenamento do carbono nos solos.

Por outro lado, indica Lourdes Morillas, é importante considerar os micróbios como mediadores dos ciclos biogeoquímicos. “As rápidas mudanças na humidade do solo são estressantes para os micróbios, porque estes devem consumir muita energia e recursos para responder a elas. Portanto, espera-se que a capacidade dos microrganismos do solo para responderem às mudanças nos padrões de precipitação varie de acordo com o estado nutricional do próprio solo”.

Contudo, apesar da sua importância, ainda poucos estudos examinaram as interações entre a deposição de nitrogénio e as mudanças no padrão de precipitações e existe uma grande incerteza sobre como o aumento do nitrogénio modulará a capacidade do solo para resistir à mudança do clima. O trabalho realizado por esta equipa de cientistas tenta contribuir para preencher esta lacuna.

Experimento de adição de nitrogénio e alterações na humidade

Em 1996, os investigadores do Cary Institute of Ecosystem Studies selecionaram seis parcelas e uma de cada par foi tratada regularmente com nitrogénio, uma experiência que durou 15 anos. Em maio de 2012, juntamente com investigadores da Espanha e Portugal, estas amostras de solo foram recolhidas e submetidas a quatro tratamentos de secagem e posterior humedecimento. Em uma delas, o solo manteve-se com uma humidade constante e, nas outras três, os solos foram submetidos a um, dois e quatro eventos de secagem e re-humedecimento.

A equipa realizou antes, durante e depois da incubação uma série de técnicas de laboratório para avaliar o estado nutricional e funcional do solo. Por exemplo, foi estimada a quantidade e diversidade de microrganismos, os níveis de mineralização de nitrogénio ou a respiração microbiana.

Aumento na deposição de nitrogénio mitigaria o impacto

A partir dessa experiência, os investigadores foram capazes de evidenciar que a capacidade dos solos das florestas temperadas para ‘ciclar’ (processar) carbono e nitrogénio será significativamente alterada por mudanças no padrão das precipitações, que provavelmente vão acontecer como resultado da mudança do clima. “O aumento dos ciclos de secagem e humedecimento possivelmente causará aumentos nas quantidades de amónio e nitrogénio inorgânico total do solo, mas também diminuirá o nitrato, devido a uma diminuição nos níveis de nitrificação. Também provocará uma diminuição da biomassa microbiana e da troca de gases de efeito estufa entre o solo e a atmosfera”, afirma Javier Roales.

O resultado mais significativo do estudo, que se publicará proximamente em Global Change Biology, é o papel essencial da deposição de nitrogénio como um modulador das respostas destas florestas à mudança do clima. Os cientistas apontam para uma clara interação entre esses dois componentes da mudança global, a deposição de nitrogénio e as alterações climáticas, de modo que o aumento na deposição de nitrogénio “poderia suavizar o impacto do aumento esperado nos ciclos de secagem e re-humedecimento com a mudança climática sobre os mais importantes processos do solo”. Assim, este tipo de estudos empíricos, que analisam a interação de vários fatores são de particular interesse para a criação de modelos que possam prever em termos realistas a resposta dos ecossistemas à mudança global do clima.