Modelling the Long-Term Effects of Climate Change and Silvicultural Systems on Rockfall Protection: A Case Study from the Slovenian Alps

Nas altas montanhas, as florestas fazem mais do que apenas crescer; elas atuam como escudos vivos. Quando rochas se soltam de penhascos íngremes, as árvores podem detê-las, diminuindo sua queda ou capturando-as inteiramente antes que alcancem vilas e estradas abaixo. Esta função protetora é um serviço crítico prestado pelas florestas de montanha, mas não é permanente. As árvores que formam esses escudos são seres vivos que crescem, envelhecem e morrem, e sua capacidade de deter rochas em queda depende de quantas existem, do quão grossos são seus troncos e de quais espécies são. Agora, um clima em mudança está adicionando uma nova camada de complexidade. Condições mais quentes e secas podem estressar certas árvores, enquanto decisões humanas sobre como gerir a floresta — se devem cortar árvores, como cortá-las ou deixá-las sozinhas — determinarão como a floresta será daqui a décadas. A questão que os gestores florestais enfrentam não é apenas como produzir madeira, mas como manter essas barreiras naturais funcionando efetivamente por séculos, mesmo enquanto o clima muda e as próprias árvores se transformam.

Nos Alpes Eslovenos, uma equipe de pesquisadores partiu para responder a esta questão olhando duzentos anos para o futuro. Eles focaram em uma floresta de proteção específica acima do Passo de Ljubelj, uma passagem de montanha vital entre a Eslovênia e a Áustria. Esta floresta, que cobre cerca de 75 hectares, é atualmente dominada por árvores de faia europeia, com uma presença significativa de abeto de Norway. Os pesquisadores queriam ver como esta floresta evoluiria sob três estilos de gestão diferentes: deixando-a completamente sozinha, usando um sistema de seleção que remove árvores individuais para manter um dossel contínuo, ou usando um sistema de regência (shelterwood) que limpa seções da floresta em etapas para incentivar o novo crescimento. Eles também queriam ver como esses resultados mudariam se o clima se tornasse mais quente e seco, conforme projetado para a região. Para fazer isso, eles não esperaram dois séculos; em vez disso, usaram modelos computacionais poderosos para simular o crescimento da floresta e o movimento de rochas em queda durante todo esse período.

Os pesquisadores primeiro usaram um modelo de crescimento florestal chamado ForClim para simular como as árvores se desenvolveriam. Eles alimentaram o modelo com dados de um inventário florestal real realizado em 2022, incluindo o número de árvores, seus tamanhos e as espécies presentes. Em seguida, rodaram a simulação 200 anos à frente sob diferentes cenários: um onde o clima permaneceria exatamente como é hoje, e outro que seguiria uma trajetória de altas emissões que torna a região significativamente mais quente. Dentro de cada cenário climático, aplicaram as três diferentes regras de gestão. O modelo calculou como a floresta mudaria em termos de densidade de árvores, tamanho dos troncos e mistura de espécies. Por exemplo, no cenário de "sem gestão", a floresta foi deixada à sua própria sorte, crescendo e morrendo naturalmente. No cenário de "seleção", os gestores removeriam periodicamente algumas árvores para manter a estrutura da floresta diversificada e contínua. No cenário de "regência", os gestores limpariam grandes manchas de árvores em um ciclo para permitir que novas mudas cresçam no espaço aberto antes de remover as árvores antigas.

Assim que o computador gerou as florestas futuras, os pesquisadores passaram esses dados para um segundo modelo chamado Rockyfor3D. Este modelo simula a física das rochas em queda. Ele considera o terreno, o tipo de rocha e a estrutura da floresta — especificamente o número de árvores e a espessura de seus troncos — e calcula quanta energia uma rocha em queda teria quando atinge o solo. Se uma rocha atinge uma árvore, ela perde energia; se passa por uma fresta, mantém sua velocidade. Ao comparar a energia das rochas nos diferentes cenários futuros, os pesquisadores puderam determinar qual estilo de gestão oferecia a melhor proteção. Eles observaram a proteção média que a floresta fornecia, mas também os pontos de pior caso, onde as rochas poderiam atingir o solo com alta força.

As simulações revelaram que a escolha do estilo de gestão importava mais do que a mudança climática para os primeiros 40 a 60 anos. No curto prazo, a forma como a floresta era gerida ditava a aparência das árvores e o quão bem elas podiam deter as rochas. No entanto, a longo prazo, o clima começou a remodelar a composição da floresta. Em todos os cenários, a quantidade de madeira de faia declinou. O abeto de Norway, que é sensível à seca, comportou-se de forma diferente dependendo da gestão. Na floresta não gerida, o abeto de Norway na verdade aumentou, provavelmente porque as árvores mais velhas que já estavam lá continuaram a crescer e sobreviver por muito tempo. Mas nas florestas geridas, especialmente sob o clima mais quente, o abeto de Norway declinou significativamente. Em vez disso, as florestas geridas viram um aumento de árvores que amam a luz, como o lariço e o pinheiro, e outras espécies de folhosas que prosperam em condições mais quentes.

No que diz respeito à proteção da estrada abaixo, os resultados mostraram um claro compromisso entre proteção média e consistência. O sistema de regência, que envolve a limpeza de grandes manchas de floresta, produziu a proteção média mais forte após 200 anos. Isso ocorre porque o modelo mostrou que a floresta eventualmente se tornaria muito densa com árvores jovens. No entanto, este sistema tinha uma falha importante: criava períodos de proteção muito fraca. Durante a fase de regeneração, quando as árvores antigas são removidas e as novas são pequenas, a floresta oferece quase nenhuma defesa, deixando a estrada exposta a rochas de alta energia. A abordagem de "sem gestão" começou forte, mas perdeu gradualmente sua eficácia ao longo de dois séculos à medida que a floresta envelhecia e a densidade de árvores caía. Os pesquisadores notaram que este declínio poderia ser ainda pior na realidade, pois o modelo não contabilizou desastres repentinos, como tempestades de vento ou surtos de insetos, que poderiam dizimar grandes seções de uma floresta não gerida.

O sistema de gestão por seleção emergiu como a estratégia mais equilibrada e confiável. Embora não tenha fornecido a proteção média absolutamente mais alta no último ano da simulação, ofereceu a proteção mais estável ao longo do tempo. Por manter um dossel contínuo e evitar a limpeza de grandes áreas, a floresta nunca passa por uma fase em que é perigosamente rala. A proteção permanece constante, com menos picos extremos de energia de impacto de rochas na estrada. O estudo descobriu que a mudança climática não alterou a classificação dessas estratégias; o sistema de seleção permaneceu a opção mais estável, independentemente de o clima permanecer o mesmo ou aquecer.

Os pesquisadores concluíram que, para florestas de montanha onde o objetivo primário é proteger a infraestrutura contra a queda de rochas, o sistema de seleção oferece a melhor solução a longo prazo. Ele evita as lacunas perigosas criadas por outros métodos e mantém um escudo constante contra a queda de rochas. Embora o sistema de regência possa parecer bom em média após dois séculos, seus períodos de vulnerabilidade o tornam arriscado para infraestruturas críticas. O estudo também destacou que, embora a mudança climática altere quais árvores crescem melhor, a forma como os humanos gerem a floresta tem um efeito mais imediato e poderoso sobre a estrutura da floresta e sua capacidade de nos proteger. Ao escolher gerir a floresta de uma forma que mantenha a cobertura contínua, os gestores florestais podem garantir que estas barreiras naturais permaneçam eficazes por gerações, mesmo enquanto o clima ao seu redor muda.