Hemos escuchado las predicciones de cómo las emisiones de gases de efecto invernadero generarán cambios en las temperaturas y las precipitaciones que experimentan las personas. Pero cómo estos cambios afectan los bosques del mundo también tiene amplias implicaciones para el futuro.

¿Podrían los inviernos más cálidos, y por lo tanto las estaciones de crecimiento más largas, hacer que los árboles crezcan más rápido? De ser así, quizás un crecimiento más rápido de los árboles podría ralentizar el ritmo del cambio climático, ya que los árboles absorben carbono del aire a medida que crecen.

O tal vez los veranos más calurosos significarán más condiciones parecidas a la sequía, lo que dificultará la capacidad de los árboles para crecer y, por lo tanto, causará el deterioro de nuestros bosques.

En un documento reciente, mis colegas y yo nos propusimos hacer un mapa de cómo el cambio climático podría influir en el crecimiento de los árboles en todo el continente de América del Norte. Para hacer esto, cavamos en los registros históricos del crecimiento de los árboles durante el período 1900-1950 recogido por muchos ecologistas de campo dedicados a lo largo de las décadas y depositados en el Banco de datos internacional del anillo del árbol.

Lo que encontramos fue que la vida cotidiana de los árboles en gran parte de América del Norte se convertirá en un desafío, a pesar del beneficio potencial que las crecientes concentraciones de dióxido de carbono pueden tener para los árboles. Esto es contrario a las esperanzas de algunos científicos de que el cambio climático beneficiará en gran medida a los bosques de latitud norte.

Cómo responden los árboles al clima

El primer obstáculo para predecir el crecimiento futuro de los árboles es comprender cómo los árboles en los diferentes ecosistemas responden a las fluctuaciones climáticas.

Se puede adivinar que en los bosques fríos del norte, un poco de calor puede ayudar a los árboles a crecer, mientras que más calor en el desierto del suroeste es lo último que quieren los árboles. Esta observación motivó a los científicos anteriores a formular un "enverdecimiento boreal" hipótesis - que el calentamiento global hará que los bosques boreales del norte crezcan más rápido y ayuden a mitigar el cambio climático.

Usamos los datos históricos del anillo de los árboles para mapear la relación entre el clima regional y el crecimiento de los árboles. Al unir cada anillo de crecimiento con los patrones climáticos en el año correspondiente, podemos tener una idea de cómo los árboles responden a las fluctuaciones climáticas. Por ejemplo, vimos que las temperaturas superiores a la media de junio provocaron un crecimiento más rápido de los árboles en lugares con climas similares a Fairbanks, Alaska, pero un crecimiento más lento en climas similares a los de Phoenix.

A medida que el clima cambie, también podríamos esperar que la respuesta de los árboles cambie. Por ejemplo, en Fairbanks, nuestros modelos predicen que, en el futuro, las temperaturas superiores a la media de junio serán malas para el crecimiento de los árboles allí, lo que es opuesto a la relación histórica. ¿Por qué? Fairbanks se calienta tanto que cambia a una nueva zona climática en la que el calentamiento adicional es ahora un perjuicio. Otros investigadores han comenzado a ver tal cambio ocurre en el suelo en Alaska

Una vez que caracterizamos cómo los árboles responden a los cambios en el clima en todo el continente, podemos utilizar los pronósticos de las Naciones Unidas. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) para predecir el cambio correspondiente en el crecimiento de los árboles en todo el continente. Para cada píxel en nuestro mapa de América del Norte, proyectamos cómo cambiarán los bosques en función de ambos conjuntos de información: la relación crecimiento-clima que establecimos a través del análisis de anillos de árboles y los cambios proyectados en el clima en el continente.

Fertilización de carbono

Hay una arruga más en este rompecabezas que examinamos. El clima cambiante es impulsado en gran medida por una acumulación de dióxido de carbono adicional, y las plantas usan dióxido de carbono para fotosintetizar. Del mismo modo que respiramos oxígeno para vivir, las plantas respiran dióxido de carbono para vivir. Por lo tanto, una mayor cantidad de dióxido de carbono podría acelerar directamente el crecimiento de los árboles. Esto se conoce como "fertilización carbónica"Porque es como si estuviéramos agregando fertilizante a las plantas a través del aire para ayudarlas a crecer".

Los científicos estan profundamente dividido acerca de si la fertilización con carbón de este tipo realmente causará aumentos en el crecimiento, y si es así, cuánto. En nuestro documento, no intentamos resolver este debate. En cambio, simplemente incluimos múltiples posibilidades diferentes para la fuerza de la fertilización con carbono.

Para simular la fertilización con carbono, usamos un pequeño truco ordenado sugerido por el Profesor Graham Farquhar de la Universidad Nacional de Australia. El truco se basa en el hecho de que a medida que las plantas respiran dióxido de carbono, el agua escapa. Piense en los poros de las hojas como pequeñas bocas que se abren y se cierran para respirar. Cuantas más plantas necesitan abrir la boca para respirar, más agua escapa. Entonces las plantas tratan de mantener la boca lo más cerrada posible.

Si las concentraciones de dióxido de carbono que flotan en el aire son muy altas, las plantas necesitan abrir la boca solo un poco para obtener una pequeña bocanada de aire sin perder mucha agua. Por lo tanto, al fertilizar las plantas con carbono en el aire, esto disminuye directamente la cantidad de agua que las plantas pueden retener: con más CO2, los poros de las hojas absorberán el gas de manera más eficiente y en el proceso perderán menos agua.

En lugar de intentar simular más carbono libre flotando en el aire, podemos pretender que las plantas reciban más agua de lluvia. El efecto final sobre el crecimiento debería ser esencialmente el mismo, porque la absorción de carbono y la retención de agua están directamente relacionadas.

En los desiertos donde el agua es un bien escaso y las plantas están muy motivadas para mantener la boca cerrada, una pequeña fertilización con carbono (o un poco de lluvia adicional) debería ayudar mucho a las plantas a crecer. Por el contrario, en los bosques lluviosos donde las plantas pueden mantener la boca bien abierta con un costo mínimo, la fertilización con carbón (o la lluvia adicional) podría no ayudar mucho a las plantas.

En nuestro estudio, simulamos la fertilización con carbono simplemente agregando más precipitación futura en nuestros modelos. Para satisfacer a los científicos que creen firmemente que la fertilización con carbono dará resultado, en algunas simulaciones agregamos agua adicional en proporción a la cantidad de carbono adicional que se proyecta que se libere a la atmósfera. Para satisfacer a los científicos que dicen lo contrario, que no creen que el efecto de la fertilización con carbono se resuelva, también realizamos simulaciones sin aumentar el agua. Y realizamos simulaciones en todos los niveles intermedios.

Las predicciones de nuestros modelos

Al final del día, nuestros mapas de cómo el crecimiento de los árboles podría responder al cambio climático son alarmantes.

En gran parte de las partes oeste y central del continente, vemos disminuciones masivas en las tasas de crecimiento de los árboles, con árboles que crecen hasta un 75 por ciento más lento en la segunda mitad de este siglo. Sin embargo, en algunas áreas cercanas a las costas del continente, como el noroeste del Pacífico, el oeste de Canadá y el sureste de los Estados Unidos, vimos algunos aumentos locales en las tasas de crecimiento de los árboles.

En promedio, sin el efecto de fertilización de carbono, nuestros modelos proyectan que las tasas de crecimiento en todo el continente caigan casi un 20 por ciento en el peor escenario de cambio climático propuesto por el IPCC (este escenario tiene 6 grados Celsius de pronóstico de calentamiento en todo el continente) .

Descubrimos que tomaría un gran efecto de fertilización de carbono (irrealmente grande, de acuerdo con la opinión de varios de los coautores de nuestro estudio) para compensar esta desaceleración. Y en gran parte del continente, nuestros modelos proyectaron tasas de crecimiento más lentas sin importar cuán grande sea el efecto de la fertilización del carbono.

Además, no vimos un gran aumento en las tasas de crecimiento del bosque frío del norte en nuestras simulaciones. Entonces, en promedio, no vimos ningún "enverdecimiento boreal". En todo caso, vimos una desaceleración de estos bosques. Esto se debe principalmente al cambio en la forma en que los árboles responden a los climas en lugares como Fairbanks.

Qué significa

La implicación de nuestro análisis es que los bosques no parecen estar listos para salvarnos del cambio climático.

Nuestros modelos sugieren que la mayoría de nuestros bosques crecerán más lentamente en el futuro. Esto, por supuesto, tendrá un impacto directo en todas las formas en que nosotros y otras especies dependemos de los árboles. Pero también retroalimentará el cambio climático en sí mismo. A medida que el calentamiento global hace que los árboles absorban menos carbono, quedará más carbono en el aire para causar un calentamiento más rápido, creando así un ciclo de aceleración.

Además, muchos años sostenidos de mal crecimiento en los árboles probablemente agotarán los recursos que necesitan para sobrevivir, haciéndolos susceptibles a sequías severas o brotes de insectos. Esto puede significar que lo que proyectamos como un crecimiento más lento puede traducirse en la muerte generalizada del árbol. En otras palabras, la imagen del bosque puede ser aún más sombría de lo que sugieren nuestros modelos.

En nuestros modelos, no tomamos en cuenta la forma en que los bosques están cambiando debido a los cambios en las prácticas de tala o manejo forestal. En muchas áreas, los bosques están volviendo a crecer más rápido simplemente porque dejamos de registrarlos recientemente. Tales factores deben considerarse como otra capa para agregar en la parte superior de nuestras proyecciones.

Este estudio, como cualquiera de su tipo, es realmente nuestra mejor estimación para aproximarnos al futuro. Pienso en tales pronósticos no como predicciones rígidas de lo que sucederá, sino como posibilidades razonables. Hay tantas incógnitas involucradas, incluido el hecho de que los climas futuros probablemente serán bastante diferentes de los que hemos visto en el pasado.

Y, por supuesto, el mayor desconocimiento es la cantidad de fuerza de voluntad que nuestra comunidad humana aportará a la causa de la represión de las emisiones de gases de efecto invernadero.

Sobre el Autor

Noah Charney, Asociado de Investigación Postdoctoral de Ecología y Biología Evolutiva, Universidad de Arizona

Este artículo se publicó originalmente el La conversación. Leer el articulo original.

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