Los bosques se enfrentan al tire y afloje del cambio climático



Los bosques y el cambio climático
Los bosques y el cambio climático

El aumento de dióxido de carbono permite a las plantas fotosintetizar más y usar menos agua. Pero las temperaturas más cálidas hacen que las plantas usen más agua y la fotosíntesis sea menor. Entonces, ¿qué fuerza, la fertilización por CO2 o el estrés por calor, gana este tira y afloja del clima? Depende de si los bosques y los árboles pueden adaptarse a su nuevo entorno.

En un mundo de niveles crecientes de dióxido de carbono atmosférico, las plantas deberían estar felices, ¿verdad? Los experimentos han demostrado que, sí, el aumento de dióxido de carbono permite que las plantas realicen más fotosíntesis y usen menos agua.

Pero el otro lado de la moneda es que las temperaturas más cálidas hacen que las plantas usen más agua y fotosinteticen menos.

La respuesta, escriben los investigadores de la Universidad de Utah en un nuevo estudio en Proceedings of the National Academy of Sciences, es que depende de si los bosques y los árboles pueden adaptarse a su nuevo entorno. El estudio, dicen, incorpora aspectos de la fisiología de un árbol para explorar cómo los árboles y los bosques responden a un clima cambiante.

«Se está tomando la fisiología de las células individuales y ampliándola en una computadora para hacer proyecciones de los bosques de los continentes».

Expresa el coautor del estudio William Anderegg

Frenar la pérdida de agua

Para preparar el escenario para este tira y afloja, es importante comprender cómo los árboles y las plantas usan el agua.

En un árbol, el agua se extrae de las raíces a través del xilema, el sistema vascular del árbol. El agua se mueve hacia las hojas, donde ocurre la fotosíntesis. En la parte inferior de las hojas, pequeños poros llamados estomas se abren para admitir CO2 para la fotosíntesis. Sin embargo, el vapor de agua puede escapar a través de los estomas. Por ello, es necesario cerrar los estomas para evitar la pérdida de agua durante los tiempos secos o calurosos.

Durante una intensa sequía, los árboles tienen que trabajar más para atraer agua hacia el árbol y a través del xilema. Si el suelo está lo suficientemente seco, la tensión en el agua hace que se forme una burbuja de aire en el xilema, reduciendo efectivamente el transporte de agua y dañando o matando al árbol. Es similar a un ataque al corazón.

Un modelo fisiológico para los bosques

John Sperry, de la Facultad de Ciencias Biológicas U’s, pasó décadas estudiando la fisiología del uso del agua de los árboles. Y en los últimos años se le han unido Anderegg y el investigador postdoctoral Martin Venturas, junto con otros colegas. Juntos, han desarrollado un modelo de cómo los rasgos fisiológicos de los árboles, principalmente la regulación de la apertura del estoma, influyen en la fotosíntesis y la pérdida de agua en respuesta a un entorno cambiante, incluida la sequía.

Este modelo, dice Sperry, ahora ha permitido una nueva forma de predecir el resultado del tira y afloja del clima. Cuantifica los efectos competitivos de la fertilización por CO2 y el estrés por calor para encontrar el punto de equilibrio.

Pero también ha permitido otro avance en la comprensión. Anderegg dice que el modelo les permite simular la capacidad de los árboles para aclimatarse al calor y la sequía, tanto en escalas de tiempo cortas, cerrando o abriendo estomas, o en escalas de tiempo largas, por extra crecimiento de árboles o muerte forestal.

«Asumimos que las plantas están adaptadas para ser algo inteligentes al responder al clima y al medio ambiente».

Dice Anderegg

Se observó cierta aclimatación en experimentos previos en los que los árboles se bañaron en aire enriquecido con CO2, agrega Venturas. Y también se observa en bosques que son similares entre sí pero que se encuentran en climas ligeramente diferentes.

«Nuestros modelos actuales no hacen fisiología o aclimatación. Importan enormemente para el futuro de los bosques. Se nos ocurrieron formas de incorporarlos».

Dice Anderegg

Se trata de la proporción

Los resultados del modelo, dice Sperry, sugieren que el ganador del tira y afloja no depende de la cantidad absoluta de CO2 o el calentamiento. Solo la relación entre ambos.

«Por lo tanto, se puede tener el mismo bosque moviéndose a través de grandes gradientes en el cambio climático si esa relación está en el punto neutral. Pero cualquier cosa que empuje esa proporción al lado del calentamiento tendrá potencial para un serio impacto negativo».

Dice Sperry

Si los bosques no pueden aclimatarse, escriben los investigadores, entonces la proporción debe ser superior a 89 partes por millón de CO2 por grado de calentamiento C para evitar un estrés significativo y la muerte de los árboles. Solo el 55% de los pronósticos climáticos muestran que este escenario está ocurriendo. Pero si los bosques pueden aclimatarse, pueden tolerar una proporción más baja. 67 partes por millón de CO2 por grado de calentamiento, lo que ocurre en el 71% de los pronósticos.

Otros factores de inflexión para los bosques

Pero incluso con la aclimatación, otros factores pueden inclinar la balanza hacia la catástrofe forestal. El modelo no tiene en cuenta los incendios forestales o la infestación de insectos, dice Venturas, solo la fisiología de los árboles, aunque los bosques estresados son más susceptibles a incendios e insectos.

«Está mejorando una pieza del rompecabezas, pero aún necesitamos aprender mucho sobre las otras piezas y cómo están integradas».

Los investigadores también escriben que los años excepcionalmente secos también pueden inclinar la balanza.

«En esos casos, si caemos por debajo del umbral de humedad del suelo, podríamos hacer que todo el bosque muera».

Dice Venturas

La mortalidad puede ocurrir de forma relativamente repentina.

«Ves esto en tu maceta en casa si te olvidas de regar. Se verá bien hasta cierto punto, pero luego alcanzarás ese umbral de humedad y en cuestión de días la planta puede morir. Si no llueve en ese período, el sistema entra en un ciclo donde el suelo se seca sale demasiado rápido y envía los árboles a una falla vascular «.

Afirma Sperry

Sperry agrega que el estudio predice una cuerda floja precaria de las condiciones climáticas para que los futuros bosques naveguen. «El estudio de ninguna manera da luz verde al status quo».


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