Expansão urbana e mudanças climáticas: o limite para a produtividade das plantas nas cidades

As cidades têm crescido em um ritmo impressionante, e nada indica que essa expansão vá parar tão cedo. Bairros, vias, estacionamentos e arranha-céus avançam sobre áreas que antes eram parques, matas, brejos e terrenos abertos.

Em geral, essa tendência resulta em menos cobertura vegetal, menos sombra e ruas urbanas mais quentes.

O aquecimento global entra como mais uma variável nessa conta. A elevação das temperaturas, o aumento das concentrações de dióxido de carbono, as mudanças no regime de chuvas e a maior probabilidade de secas impõem estresse adicional às plantas.

Ao mesmo tempo, ar mais quente e mais dióxido de carbono também podem favorecer muitas espécies: acelerar o crescimento, diminuir a perda de água e prolongar as estações de crescimento.

Pesquisas recentes indicam que esses efeitos podem compensar parte da perda de vegetação causada pela urbanização, desde que a velocidade de transformação do solo não ultrapasse certos limites.

Equilibrando crescimento e natureza

Os pesquisadores observaram que cidades que convertem mais de cerca de 2,25 milhas² (5,8 km²) de área por ano em ruas, edifícios e outras superfícies impermeáveis tendem, em geral, a registrar queda na produtividade das plantas.

Já nas cidades em que a expansão ocorre de forma mais lenta, a vegetação remanescente costuma se manter saudável o suficiente para aproveitar as mudanças climáticas, fazendo com que a produtividade total das plantas aumente mesmo com parte do território sendo ocupada por construções.

Os resultados reforçam que as mudanças climáticas não anulam automaticamente o impacto negativo da expansão urbana.

A possibilidade de recuperação da vegetação depende fortemente de quão rápido o desenvolvimento acontece e das condições climáticas locais.

Analisando milhares de cidades

A equipe buscou ir além de trabalhos limitados a uma cidade, ou a poucos municípios.

“Previous studies mainly looked at one city or a few cities and often focused on the past,” disse o cientista do sistema terrestre Han Chen, da Tianjin University.

“We wanted to study many cities around the world [and] include both past and future changes.”

Combinando observações por satélite e modelos computacionais, os pesquisadores estimaram a produtividade das plantas de 1982 a 2100 em 2.126 cidades.

Cada cidade incluída no levantamento tinha mais de 19 milhas² (49 km²) de edifícios e pavimentação, o que permitiu analisar uma parcela ampla das áreas urbanas do planeta.

As simulações consideraram diferentes padrões futuros de desenvolvimento, além de cenários de emissões baixas, médias e altas de gases de efeito estufa.

Quando o desenvolvimento supera a natureza

Hoje, as cidades avaliadas se expandem muito acima do limite sugerido. Em média, elas incorporam mais de 8 milhas² (20,7 km²) de área urbanizada por ano - e esse ritmo segue aumentando.

Nas cidades da América do Norte, a média foi de cerca de 10,3 milhas² (26,6 km²) de nova urbanização anual, enquanto as cidades asiáticas ficaram em torno de 13,8 milhas² (35,8 km²) por ano.

Entre as 2.126 cidades analisadas, 1.713 apresentaram queda de produtividade vegetal. Xangai, Chongqing e Nova Délhi se destacaram como grandes pontos críticos, onde a vegetação mais diminuiu.

Alguns locais, porém, exibiram um comportamento distinto. Giffnock, na Escócia, permaneceu abaixo do limiar de expansão, o que permitiu que as comunidades de plantas se mantivessem estáveis - ou até melhorassem.

No conjunto das 413 cidades em que a produtividade vegetal aumentou entre 1982 e hoje, as mudanças climáticas explicaram aproximadamente 69% dessa elevação.

Um ponto de inflexão em mudança

Os pesquisadores projetam que, até o fim deste século, o limiar de expansão pode subir para cerca de 2,8 milhas² (7,3 km²) por ano.

Em outras palavras, condições climáticas futuras podem permitir que as cidades convertam áreas em um ritmo ligeiramente maior antes de a vegetação começar a declinar.

Isso não significa que o cenário ficará mais favorável para as plantas urbanas. O estudo estima que as quedas anuais médias na produtividade vegetal das cidades, entre agora e 2100, aumentarão em aproximadamente 1,5% a 2% em comparação com a linha de base de 1982 a 2024.

A expectativa é que as plantas percam cerca de três gramas de carbono por metro quadrado por ano, reduzindo o total de carbono armazenado na vegetação.

“The number looks small, but cities cover very large areas, so the total loss can become large,” disse Chen.

“It is like a slow leak: After many years it means less plant growth, less carbon uptake, and weaker cooling from urban green spaces. In practice, this can make cities hotter and less resilient.”

Por que as plantas nas cidades importam

A vegetação urbana vai muito além de “embelezar” a paisagem. Árvores reduzem a temperatura da superfície ao oferecer sombra e liberar umidade no ar. As plantas também retêm parte dos poluentes atmosféricos, armazenam carbono, diminuem o escoamento de águas pluviais, sustentam a fauna e contribuem para o bem-estar físico e mental das pessoas.

O estudo aponta que cidades secas exigem atenção extra, porque a vegetação nesses locais reage de forma mais intensa à expansão urbana.

Regiões como Phoenix talvez precisem proteger com mais cuidado os espaços verdes existentes à medida que continuarem crescendo.

Segundo os pesquisadores, cidades com expansão acelerada deveriam preservar parques, florestas e outras áreas verdes enquanto novas obras avançam.

Já os municípios que crescem mais lentamente deveriam priorizar a manutenção de uma vegetação saudável, para que as plantas consigam se beneficiar de condições climáticas favoráveis.

Mais do que áreas verdes

Espaços verdes urbanos sustentam muito mais do que árvores e gramados.

“Flowers support bees and butterflies, trees support birds, and fallen leaves feed soil microbes. These food webs help keep the urban ecosystem alive and stable, not just green-looking,” disse Chen.

Manter esses ecossistemas em bom estado também traz ganhos para quem vive ao redor.

“Green areas outside the city cannot provide the same direct benefits to urban residents,” disse Chen. “It is important to have strong vegetation inside the city because this is where people live and feel heat, air pollution, and stress every day.”

O estudo completo foi publicado no Journal of Geophysical Research.