Adições de nitrogênio acima do dossel e no subdossel levam a padrões espaço-temporais divergentes de retenção de nitrogênio em uma floresta temperada

Por que o nitrogênio extra nas florestas importa

Ao redor do mundo, atividades humanas estão despejando nas florestas quantidades cada vez maiores de nitrogênio reativo, um nutriente-chave presente em fertilizantes e na poluição do ar. Essa queda invisível pode estimular o crescimento das árvores, mas também pode desestabilizar solos, cursos d’água e a biodiversidade. Para prever qual futuro nos aguarda, os cientistas precisam saber algo simples — e surpreendentemente complexo: quando o nitrogênio cai sobre uma floresta, onde ele realmente termina? Este estudo aborda essa questão comparando nitrogênio adicionado acima das copas com nitrogênio pulverizado diretamente sobre o solo em uma floresta temperada na China.

Duas formas de nitrogênio entrar em uma floresta

A maioria dos experimentos que imitam a poluição por nitrogênio simplesmente adiciona fertilizante ao chão. Na realidade, entretanto, grande parte do nitrogênio presente na chuva, na neve e em partículas secas atinge primeiro o dossel foliar, onde pode ser interceptado, transformado ou mesmo perdido antes de alcançar o solo. Os pesquisadores aproveitaram uma floresta secundária jovem de carvalhos nas montanhas Qinling, uma região que se tornou um ponto quente de deposição atmosférica de nitrogênio. Eles usaram drones para pulverizar pequenas quantidades de nitrogênio enriquecido com um “rótulo” de isótopo estável acima do dossel, e pulverizadores de mochila para aplicar o mesmo nitrogênio marcado abaixo do dossel, no subdossel e no solo. Ao rastrear esse traçador inofensivo ao longo de um ano completo, puderam acompanhar a jornada do nitrogênio para folhas, madeira, raízes e camadas do solo com precisão incomum.

Seguindo o nitrogênio marcado pela floresta

A equipe aplicou duas formas comuns de nitrogênio inorgânico, amônio e nitrato, tanto nos tratamentos de dossel quanto nos de subdossel. Em seguida, amostraram folhagem, ramos, troncos, plantas do subdossel, raízes e solos até 40 centímetros em vários momentos ao longo de 365 dias. O rótulo isotópico permitiu separar o nitrogênio recém-adicionado do estoque pré-existente da floresta. Logo após a aplicação, a fertilização no subdossel levou a uma porcentagem maior do novo nitrogênio sendo encontrada no ecossistema como um todo do que a fertilização no dossel, principalmente porque pouco foi interceptado ou perdido antes de atingir o solo. Porém, ao longo do ano, essa diferença diminuiu: no dia 365, a floresta havia retido cerca de 82% do traçador adicionado quando aplicado no subdossel e quase 70% quando aplicado no dossel, indicando armazenamento substancial a longo prazo em ambos os cenários.

Locais de armazenamento diferentes para entradas no dossel e no solo

Embora a retenção total tenha acabado semelhante, o local onde o nitrogênio foi estocado diferiu nitidamente entre os dois métodos. Quando adicionado acima do dossel, mais do traçador acabou se acumulando na biomassa arbórea, especialmente em caules lenhosos, que se tornaram o maior reservatório isolado após um ano. Nesse caso, as árvores retiveram quase o dobro do novo nitrogênio em relação ao solo, e uma parcela maior também se moveu para camadas mais profundas do solo. Em contraste, quando o nitrogênio foi aplicado ao piso da floresta, ele foi inicialmente capturado de forma intensa por arbustos do subdossel, ervas e a serapilheira superficial, e depois armazenado crescentemente nos 40 centímetros superiores do solo. A adição no subdossel favoreceu alta retenção em camadas rasas do solo em vez de na madeira das árvores, refletindo a captação imediata por raízes e microrganismos próximos à superfície e menor filtragem pelo dossel.

Como a forma do nitrogênio molda seu destino

A forma química do nitrogênio também influenciou como ele se movimentou pela floresta. No geral, o ecossistema reteve quantidades totais semelhantes de amônio e nitrato, mas as plantas demonstraram preferência clara pelo nitrato. Árvores e arbustos incorporaram mais nitrato em seus tecidos, particularmente em caules de longa duração, enquanto os solos retiveram amônio e nitrato em quantidades aproximadamente comparáveis. Esse padrão provavelmente decorre do fato de que o nitrato é mais móvel na água do solo e mais facilmente transportado para dentro das plantas, ao passo que o amônio tende a aderir às partículas do solo. Curiosamente, neste sítio relativamente rico em nitrogênio, micróbios e a química do solo foram capazes de imobilizar ambas as formas de maneira eficiente, ajudando a evitar que grande parte do nitrogênio adicionado fosse rapidamente perdida.

O que isso significa para florestas e clima

Para um observador leigo, a mensagem principal do estudo é que a forma como simulamos a poluição por nitrogênio em experimentos pode influenciar fortemente as respostas que obtemos. Adicionar nitrogênio apenas ao solo superestima quanto termina nos horizontes superficiais do solo e subestima o papel do dossel como porteiro e centro de armazenamento de longo prazo em madeira e em solos mais profundos. Nesta floresta temperada jovem, o nitrogênio que cai sobre o dossel alimenta lentamente as árvores e os solos mais profundos, enquanto o nitrogênio que alcança diretamente o subdossel fica rapidamente retido por plantas pequenas e pelo solo superficial. Ambas as rotas podem armazenar uma grande parcela do nitrogênio que entra, mas em lugares diferentes e em escalas de tempo distintas. Esses insights devem ajudar a melhorar modelos que relacionam poluição por nitrogênio ao crescimento florestal e ao armazenamento de carbono, refinando, em última instância, as previsões de como as florestas responderão às mudanças contínuas na qualidade do ar.

Citação: Yang, Z., Guerrieri, R., Ye, N. et al. Above canopy and understory nitrogen additions lead to divergent spatio-temporal nitrogen retention patterns in a temperate forest. Commun Earth Environ 7, 316 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03313-5

Palavras-chave: deposição de nitrogênio, dossel florestal, nutrientes do solo, rastreamento por isótopos estáveis, sequestro de carbono