Maior sensibilidade da vegetação à seca meteorológica no outono do que na primavera nos biomas europeus

Communications Earth & Environment volume 4, Artigo número: 299 (2023) Citar este artigo

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A Europa tem sofrido graves eventos de seca nas últimas décadas, colocando desafios para compreender as respostas da vegetação devido à distribuição diversificada da vegetação, às diferentes fases de crescimento, às diferentes características da seca e aos factores hidroclimáticos simultâneos. Para analisar a resposta da vegetação à seca meteorológica, utilizámos vários indicadores de vegetação em biomas europeus. As nossas descobertas revelam que a sensibilidade da vegetação à seca aumenta à medida que a copa se desenvolve ao longo do ano, com sensibilidades de -0,01 na Primavera a 0,28 no Outono e áreas susceptíveis à seca de 18,5 a 57,8% na Europa. A escassez de água no solo agrava temporariamente a sensibilidade da vegetação à seca, embora o seu impacto espacial seja limitado. A sensibilidade da vegetação à seca correlaciona-se fortemente com o déficit de pressão de vapor e parcialmente com a concentração atmosférica de CO2. Estes resultados destacam as variações espaço-temporais nas sensibilidades da vegetação à seca e a influência de fatores hidroclimáticos. As descobertas melhoram a nossa compreensão da resposta da vegetação à seca e do impacto de factores hidroclimáticos simultâneos, fornecendo informações subsazonais valiosas para a gestão da água e a preparação para a seca.

As secas são períodos de disponibilidade de água inferior à média de longo prazo1. As alterações climáticas estão a conduzir ao aumento da intensidade, duração e frequência das secas em certas regiões do mundo2,3, o que tem um impacto negativo tanto nas sociedades como nos ecossistemas4,5. A seca pode diminuir a produtividade da vegetação6, alterar a composição da vegetação7, diminuir a biodiversidade8,9 e reduzir os serviços ecossistémicos5. Muitos países europeus sofreram graves secas de verão nas últimas décadas10,11,12. Na Europa e no Reino Unido, a perda económica média anual devido à seca durante 1981-2010 foi de cerca de 9 mil milhões de euros, sendo metade destas perdas provenientes da agricultura13,14, destacando a importância da preparação e do conhecimento das respostas da vegetação à seca.

As secas meteorológicas, causadas pelo défice de precipitação, têm efeitos complexos no crescimento da vegetação que são influenciados por múltiplos factores hidroclimáticos. Aqui, “crescimento” refere-se a processos de vegetação que resultam em alterações na biomassa ou na produção primária em sentido lato15. Os fatores hidroclimáticos incluem disponibilidade de água no solo (umidade do solo, SM), secura atmosférica transitória (déficit de pressão de vapor, VPD), radiação solar (radiação líquida, Rn) e concentração atmosférica de dióxido de carbono (aCO2)16,17,18,19. Estes factores podem interagir de forma a amplificar ou mitigar os impactos da seca nos processos biofísicos. A resposta da vegetação à seca meteorológica depende se o seu crescimento é limitado pela água (SM) ou pela energia (Rn)17. Considerando que os papéis relativos do SM e do VPD na vegetação durante a seca são difíceis de desembaraçar20. Além disso, o efeito do CO2 durante o estresse hídrico da vegetação permanece debatido21 e está interligado com outros fatores22. É necessário um estudo abrangente para avaliar os papéis relativos destes factores no crescimento da vegetação e nas respostas à seca, alcançando uma compreensão holística da interacção entre vários factores simultâneos com a seca meteorológica.

O Índice Padronizado de Precipitação e Evapotranspiração (SPEI)23 é frequentemente usado para estimar características de eventos meteorológicos de seca, incluindo severidade, intensidade e duração da seca; para uma definição detalhada, consulte a ref. 24. O SPEI tem em conta o equilíbrio hídrico entre a precipitação e a procura de água por evaporação atmosférica e proporciona uma compreensão abrangente das condições de stress hídrico na vegetação à escala global e regional25,26,27,28. Foi demonstrado que o SPEI supera outros índices na avaliação dos impactos da seca na humidade do solo, nas actividades da vegetação, no rendimento das culturas e no crescimento da floresta29,30,31. O SPEI calculado a partir de dados climáticos grosseiros (0,5 graus) tem sido utilizado para avaliar os impactos da variabilidade interanual do SPEI nas atividades de vegetação em escalas globais e regionais32,33. Os dados de reanálise climática de alta resolução (0,1 graus) recentemente desenvolvidos oferecem o potencial para avaliar os impactos da seca na vegetação usando SPEI com informações espacialmente detalhadas.

0.05). Inset pie charts indicate the overall proportion of areas of correlation values./p> 0.05, Table 1, Fig. 6a–c), suggesting that the spatial variations of SM had minor roles in vegetation-drought sensitivities. During spring, aCO2 concentration had weak negative correlations with the vegetation-drought responses (ensemble mean correlation coefficients −0.28, p > 0.05, n = 12). During autumn, Rn and aCO2, together with VPD, all had positive significant correlations with vegetation-drought responses, with an ensemble mean correlation coefficient from 0.83 to 0.91 (p ≤ 0.05, n = 12, Table 1). The drought sensitives estimated from the seven vegetation indicators exhibited generally consistent correlations to a hydroclimatic factor. A minor inconsistency was found in the roles of aCO2 and VPD on summer vegetation-drought sensitivities estimated from GPP, which were much weaker compared to estimates from the other six vegetation indicators (Table 1)./p>