Prevenindo um colapso socioambiental na Amazônia: na fronteira de potenciais estados estáveis alternativos

Tipping point: um nível de mudança nas propriedades de um sistema além do qual um sistema se reorganiza, muitas vezes de forma abrupta, e não retorna para o estado inicial mesmo se os condutores (fatores responsáveis) da mudança sejam reduzidos/diminuídos. Para o sistema climático, refere-se para um limiar crítico quando o clima global ou regional muda de um estado estável para outro estado estável. Fonte: Glossário de termos via Intergovernmental Panel on Climate Change (2022).  

Uma imersão nos limiares de tolerância termal e hídrica de florestas da Amazônia

Diante do status quo de perdas similares a 10.500 km² (Figura 1), na prática, para Amazônia ecossistema: quão próximo estamos agora de uma transição crítica eventual de estado estável alternativo significa o quê? A perda atual de cobertura florestal acumula em torno de 15%¹ do ecossistema Amazônia². Como advertido^3–5, por Nobre & Lovejoy (2018), uma perda adicional de apenas 5% deve atingir uma transição crítica (tipping point^*6), o limiar de 20-25% de floresta desmatada para Amazonia ecossistema.

Utilizando dados do PRODES via INPE para o ano de referência 2019, em um artigo sobre a taxa de desmatamento na Amazônia, constatamos uma taxa de desmatamento explosivo⁷ em torno de 10.000 km², que foi um aumento duas vezes maior do que os 4.751 km², a menor taxa de área desmatada da série histórica (Figura 1). Ou, ainda, quase três vezes maior do que a meta proposta, de até 3.925 km², no Decreto 7.390/2010, que não foi cumprida em 2020, resultando em um déficit ambiental estimado de 30% (Figura 2).

Naquele artigo, destacamos a discussão relacionada com a perda de cobertura florestal e a eventualidade de um tipping point (transição crítica*) para o ecossistema Amazônia⁸. Dessa forma, quando sublinhado sobre estarmos muito próximos de atingir um ponto/estágio irreversível*, referimos o não-retorno eventual para um estado inicial, que antecede a perturbação em um sistema⁹.

Se uma perturbação induzir uma ruptura (o ponto/estágio irreversível, a transição crítica*) na resiliência de um sistema estável⁹ (s.s., pré-evento anômalo extremo de 2010, Amazonia ecossistema estável, como um sumidouro de C^2,10,11) como a Amazônia sensu lato¹², um novo estado funcional deve ocorrer^9,13–15. O processo de savanização é uma possibilidade^8,16 mais presente se o aquecimento global do Antropoceno permanece^4,5,17, como uma savana s.l. também funciona em um estado estável alternativo^9,15.

Uma conversão abrupta^5,9,13, forçada a partir de uma perturbação natural (ex., pastagem antropogênica), pode resultar em uma mudança de um estado funcional para outro⁹, como de um sistema florestal para um agriculturável (ex., pastagem antropogênica para ruminantes, leguminosas)¹⁸. Na linha da advertência^4,5,17, espera-se uma transição crítica: uma ruptura da resiliência⁹ termal¹⁸ e hídrica¹⁹ de um sistema como Amazonia tropical quente e úmida^20,21 para uma savana s.l.¹².

Por efeito, a quantidade de energia e tempo necessária de mudança entre um estado e outro constitui um fator decisivo relacionado ao não-retorno para um estado inicial antecedendo a perturbação de um sistema. Logo, espera-se que uma perturbação natural de magnitude maior deve ser necessária de um sistema agriculturável (s.s., pastagem antropogênica) para um florestal.

Na taxa explosiva de 10.000 quilômetros quadrados a cada ano, a janela mais próxima é meados do século presente. Cortar essa taxa pela metade é 2080 [inesperado de atividades dominadas por energia não-renovável]. Com uma governança mais estável funcionando abaixo da linha de base (3.925 km²) do Decreto 7.390/2010, estamos avançando para além do Século XXII-XXV. 

De um modelo browniano, mesmo que nossa ciência cética resista, espera-se que o aumento de temperatura e conflito seja uma probabilidade mais presente do que se pensava. Se as partículas tendem a ser mais interativas e excitadas. É preciso reafirmar que estar em um ato de preservação é fundamental na dinâmica da estabilidade climática da Terra.

O primordial seria que temos uma diversidade de boas novas desde aquele último ano da década passada. Uma transição de governabilidade, pós-eleição presidencial, segue agora no Brasil, como a governança de Estado apresentando os primeiros sinais de progresso e sustentabilidade. Em especial, com o Fundo Amazônia sendo avivado.

Nossa ciência sobre florestas tropicais tem avanços substanciais de conhecimento. Vamos destacar aqui alguns deles à luz dos desafios múltiplos da emergência climática e de perspectivas de sustentabilidade. Na busca de relacioná-los, reforçando e identificando soluções socioambientais, dentro e para além da Década da Restauração 2021-2030. Preservação é fundamental na dinâmica da estabilidade climática.

Referências and notes

1. MAPBIOMAS. MAPBIOMAS - Amazonia V2.0 - The territories (country, state, municipality or biome) and the classes with the statistics over the period of the MapBiomas collection. (2020).

2. Salati, E. & Vose, P. B. Amazon Basin: A System in Equilibrium. Science (1979) 225, 129–138 (1984).

3. Reyer, C. P. O., Rammig, A., Brouwers, N. & Langerwisch, F. Forest resilience, tipping points and global change processes. Journal of Ecology 103, 1–4 (2015).

4. Ripple, W. J., Wolf, C., Newsome, T. M., Barnard, P. & Moomaw, W. R. World Scientists’ Warning of a Climate Emergency. Bioscience (2019) doi:10.1093/biosci/biz088.

5. Armstrong McKay, D. I. et al. Exceeding 1.5°C global warming could trigger multiple climate tipping points. Science (1979) 377, (2022).

6. IPCC. Annex I: Glossary. in Global Warming of 1.5°C 541–562 (Cambridge University Press, 2022). doi:10.1017/9781009157940.008.

7. Escobar, H. Brazil’s deforestation is exploding—and 2020 will be worse. Science (1979) (2019) doi:10.1126/science.aba3238.

8. Lapola, D. M. et al. Limiting the high impacts of Amazon forest dieback with no-regrets science and policy action. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America vol. 115 (2018).

9. May, R. M. Thresholds and breakpoints in ecosystems with a multiplicity of stable states. Nature 269, 471–477 (1977).

10. Feldpausch, T. R. et al. Amazon forest response to repeated droughts. Global Biogeochem Cycles 30, 964–982 (2016).

11. Phillips, O. L. & Gentry, A. H. Increasing Turnover Through Time in Tropical Forests. Science (1979) 263, 954–958 (1994).

12. Prance, G. T. Islands in Amazonia. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 351, 823–833 (1996).

13. Lovejoy, T. E. & Nobre, C. Amazon tipping point. Science Advances vol. 4 Preprint at https://doi.org/10.1126/sciadv.aat2340 (2018).

14. Reyer, C. P. O., Rammig, A., Brouwers, N. & Langerwisch, F. Forest resilience, tipping points and global change processes. Journal of Ecology 103, (2015).

15. Hirota, M., Holmgren, M., van Nes, E. H. & Scheffer, M. Global Resilience of Tropical Forest and Savanna to Critical Transitions. Science (1979) 334, 232–235 (2011).

16. Ferreira, E., Kalliola, R. & Ruokolainen, K. Bamboo, climate change and forest use: A critical combination for southwestern Amazonian forests? Ambio 49, 1353–1363 (2020).

17. Matthews, H. D. & Wynes, S. Current global efforts are insufficient to limit warming to 1.5°C. Science (1979) 376, 1404–1409 (2022).

18. Henderson, K. A., Bauch, C. T. & Anand, M. Alternative stable states and the sustainability of forests, grasslands, and agriculture. Proceedings of the National Academy of Sciences 113, 14552–14559 (2016).

19. Sullivan, M. J. P. et al. Long-term thermal sensitivity of Earth’s tropical forests. Science (1979) 368, 869–874 (2020).

20. Signori-Müller, C. et al. Non-structural carbohydrates mediate seasonal water stress across Amazon forests. Nature Communications 2021 12:1 12, 1–9 (2021).

21. Fauset, S. et al. Individual-Based Modeling of Amazon Forests Suggests That Climate Controls Productivity While Traits Control Demography. Front Earth Sci (Lausanne) 7, (2019).

22. Sousa, T. R. et al. Water table depth modulates productivity and biomass across Amazonian forests. Global Ecology and Biogeography 31, 1571–1588 (2022).

Figura 1 – Série histórica da taxa anual de desmatamento na Amazônia Legal a partir do sistema PRODES do INPE. As linhas tracejadas indicam a taxa média de desmatamento pré-2004 (cor roxa) e períodos de 2004-2012 (cor vermelho), 2019-2020 (cor verde) e 2012-2018 (cor preto), enquanto a contínua (cor preto) a taxa de desmatamento em torno de 3.925 km², a meta não alcançada em 2020. A linha pontilhada na cor cinza indica uma linha de tendência com base em um modelo polinomial (y=-(3*10⁵)*x⁵ + 0,2601*x⁴ - 1044,5*x³ + (2*10⁶)*x² –(2*10⁹)*x + (8*10¹¹); r² = 0,722).

Figura 2 – Proporção relativa entre a meta de desmatamento proposta no Decreto 7.390/2010 e a observada e consolidada pelo PRODES do INPE, na Amazônia Legal. Os valores negativos e positivos mostram se a taxa proposta no Decreto, por cada período, foi menor ou maior que a taxa do PRODES. Assim, no período 2011-2015, a taxa PRODES foi 30% menor que a proposta no Decreto – um superávit (-0,3), ou seja, o cumprimento da meta no referido período. Por outro lado, o acréscimo de 70% da taxa de desmatamento via PRODES em relação à meta do Decreto, no período 2016-2020, mostra déficit. Por fim, a linha tracejada cinza mostra a diferença líquida da razão entre a taxa PRODES e Decreto, do 1996-2005 ao 2016-2020.