O desaceleramento crítico precede mudanças de regime em uma floresta de Miombo na Zâmbia

Resumo A mudança climática e as pressões antropogênicas estão cada vez mais impulsionando mudanças de regime abruptas (RSs) em ecossistemas naturais, levando à perda de biodiversidade e interrupções em seu funcionamento. Em sistemas com estados estáveis alternativos mantidos por mecanismos de feedback, tais mudanças são difíceis de reverter devido à histerese. Esses sistemas podem mostrar sinais de aviso precoce (EWSs) (por exemplo, desaceleramento crítico (CSD)), indicando perda de resiliência ecológica antes de um RS. O CSD se manifesta como uma taxa reduzida de recuperação de distúrbios e pode ser detectado através do aumento da autocorrelação temporal em atraso-1 (AC1) em séries temporais de indicadores de vegetação. Embora estudos utilizem cada vez mais dados de sensoriamento remoto (por exemplo, o Índice de Vegetação por Diferença Normalizada) para avaliar o CSD em ecossistemas naturais, a maioria carece de validação em campo e é conduzida em escalas espaciais amplas, limitando a aplicabilidade no mundo real. Aqui, avaliamos se EWSs precedem RSs em florestas de Miombo úmidas da Zâmbia, combinando dados de vegetação baseados em campo com séries temporais de sensoriamento remoto. Investigamos (i) se RSs nas florestas de Miombo podem ser detectadas usando dados de campo sobre a estrutura da vegetação e dados de sensoriamento remoto, (ii) a relação entre a frequência de incêndios e RSs, e (iii) se o aumento de AC1 precede um RS. Nossos achados demonstram a ocorrência de RSs nas florestas de Miombo e fornecem evidências empíricas apoiando o uso de CSD como uma ferramenta preditiva. Modelos espaciais mostraram que tanto uma alta frequência de incêndios quanto um aumento de AC1 precedendo a mudança estão significativamente (p < 0,05) ligados à ocorrência de RS. Este estudo destaca a importância de integrar dados de campo e de sensoriamento remoto para monitorar transições de ecossistemas. Ao identificar a perda de resiliência e a ocorrência de RS, nossa abordagem oferece insights valiosos para planejamento de conservação e restauração, enfatizando a necessidade de estratégias de gerenciamento adaptativo de incêndios para mitigar a degradação e promover a recuperação do ecossistema.