Cómo las sequías extremas debilitan la capacidad de los árboles para absorber carbono

Cómo las sequías extremas debilitan la capacidad de los árboles para absorber carbono La sequía severa ha contribuido al daño generalizado del escarabajo de la corteza y la mortalidad de los árboles en los bosques de pinos en el oeste de los EE. UU. Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, CC BY-ND

Hay un misterio dentro de los árboles del que puede depender el destino de las ciudades costeras, amenazadas por el aumento del nivel del mar por el cambio climático. Cada año, los bosques de la Tierra ocupan aproximadamente un cuarto del dióxido de carbono emitido por los humanos, disminuyendo efectivamente la velocidad y la severidad del calentamiento global. Cierran la mayor parte de este carbono en sus tallos y lo mantienen allí durante siglos. Este servicio que brindan a la humanidad tiene un valor aproximado de US $ 1 billón cada año.

Pero no hay garantía de que los árboles de todo el mundo continúen haciendo esto en las próximas décadas. El cambio climático está provocando sequías, incendios forestales masivos y brotes de insectos, todo lo cual frena el crecimiento de los árboles, mata a los árboles y libera este carbono a la atmósfera.

Por lo tanto, la pregunta de un billón de dólares que los científicos intentan responder es: ¿cuál es el destino de los árboles en un clima cambiante?

En un estudio sobre el impacto de las sequías en los árboles, mis colegas y yo nos centramos en un aspecto de esta pregunta, específicamente el impacto de la sequía en los árboles. Nuestro análisis muestra que los bosques no se recuperan de la sequía extrema tan rápido como habían pensado los científicos, un hallazgo que podría conducir a mejores modelos de cómo los bosques absorben las emisiones de carbono.

Lectura de la historia del árbol

Actualmente, estamos en gran medida volando a ciegas cuando se trata de pronosticar el destino de los árboles. Nuestras mejores herramientas de predicción: modelos matemáticos basados ​​en la fisiología de las plantas y el clima. en desacuerdo salvajemente sobre el futuro de los bosques.

Algunos muestran que los árboles continúan creciendo como locos y absorben carbono hasta el final del siglo. En otros, sin embargo, la sequía, la temperatura y otras alteraciones del ecosistema disminuyen el crecimiento de los árboles y matan a muchos árboles, y los ecosistemas comienzan a perder carbono, acelerando rápidamente la velocidad y la severidad del cambio climático. Peor aún, generalmente no se cree que estos modelos simulen con precisión impactos de la sequía en los bosques.

Para desentrañar parte de este misterio, recurrimos a los anillos de los árboles. La mayoría de los árboles en el hemisferio norte crecen anillos anuales, que se colocan en capas alrededor del tallo como páginas de un libro en un pasado durante la vida de ese árbol.

Los científicos han sabido durante décadas que durante la sequía, los árboles crecen más lentamente. Pero queríamos saber la respuesta a una pregunta simple: ¿qué sucede después de la sequía? ¿Los árboles se recuperan y continúan creciendo, absorbiendo ese carbono de la atmósfera? O, ¿podrían los daños sufridos durante la sequía hacerlos crecer más lentamente después, incluso una vez que la sequía haya terminado?

Porque el cambio climático conducirá a sequías más frecuentes y más severas en muchas regiones del mundo, la recuperación de los bosques después de la sequía será crucial para determinar si siguen absorbiendo dióxido de carbono y desacelerando el calentamiento global.

Resaca de sequía

Utilizamos una base de datos en línea, disponible públicamente, de anillos de árboles de varios miles de sitios forestales en todo el mundo, con la mayoría de las mediciones provenientes de América del Norte, Europa y partes de Rusia. En alrededor de 1,300 sitios forestales que cumplieron con nuestros criterios, buscamos datos históricos del clima para encontrar cuándo y dónde se habían producido las sequías severas. Luego observamos el crecimiento de los árboles sobrevivientes después de que las sequías hubieran terminado.

Lo que encontramos fue bastante sorprendente. En promedio, los bosques tardaron entre dos y cuatro años en recuperar sus tasas de crecimiento anteriores después de una sequía severa. Este "efecto heredado" de la sequía fue más severo en los bosques secos como el suroeste de los Estados Unidos y en las especies de pino. Además, las especies arbóreas que asumieron el mayor riesgo, es decir, aquellas que continúan bebiendo agua a gran velocidad durante una sequía, también tuvieron los mayores efectos heredados.

Sin estudios más detallados en bosques individuales, no pudimos precisar exactamente por qué los árboles crecen más lentamente después de la sequía, pero tenemos algunas indicaciones.

Lo más prometedor fue el hallazgo de que las especies de árboles que corren riesgos durante la sequía parecen recuperarse más lentamente. Algunas especies, como el tembloroso álamo temblón, continúan usando agua y mantienen la fotosíntesis durante la sequía, pero corren el riesgo de dañar sus sistemas de transporte de agua e incluso la muerte. Esta estrategia es probablemente ventajosa en tiempos húmedos o sequías moderadas, ya que les ayuda a superar a sus vecinos y a obtener más luz. Pero en las sequías severas, esta estrategia puede ser contraproducente. De hecho, en nuestra investigación previa sobre los álamos temblones, encontramos muchos daños causados ​​por la sequía en la madera que persistieron durante una década más o menos.

Cuando observamos los modelos matemáticos actuales, descubrimos que todos estos modelos trataban la sequía como un interruptor de luz. Cuando los árboles estaban estresados ​​por la sequía, crecían más lentamente. Pero cuando se alivió la sequía, los modelos asumieron que el interruptor se volvió a encender y recuperaron su crecimiento de manera perfecta e inmediata.

Esto indica que a estos modelos probablemente les faltan varios procesos clave para simular con precisión los impactos de la sequía en los bosques. Por lo tanto, pueden estar sobreestimando la cantidad de árboles que pueden ayudar a frenar el cambio climático.

Gigatoneladas de carbono de la atmósfera

¿Cuánto importó este efecto? Hicimos varios cálculos simples de la absorción de carbono de los bosques semiáridos con y sin estos efectos heredados de la sequía. Descubrimos que durante un siglo, los bosques semiáridos almacenarían 1.6 gigatoneladas de carbono menos debido al efecto heredado de la sequía, que es aproximadamente el 25% de Emisiones anuales de carbono de EE. UU.. Esta es ciertamente una estimación muy conservadora de cuánto importa, porque solo considera una comunidad de plantas en una región, o bioma.

Sin embargo, quedan muchas preguntas importantes. Primero, ¿ocurren estos efectos heredados de la sequía en los bosques tropicales, que se encuentran entre los sumideros de carbono más fuertes de todos los bosques? Muchas especies de árboles tropicales no hacen anillos anuales consistentes, lo que dificulta el análisis de los anillos de los árboles, pero algunos grupos de investigación han logrado medir los anillos de los árboles recientemente. algunas especies tropicales.

Segundo, ¿qué tan sensible es la mortalidad de los árboles a la sequía en diferentes regiones y ecosistemas de todo el mundo? La mortalidad de los árboles ha demostrado ser increíblemente difícil de estudiar, comprender y predecir, y la comunidad está compitiendo para resolver estas preguntas.

Tercero, ¿cómo podemos mejorar nuestros modelos predictivos para simular mejor la sequía? En otra investigación, mis colegas y yo intentamos mejorar estos modelos de vegetación agregando el mecanismo de daño por sequía que hiere y mata árboles con estrategias de uso de agua riesgosas.

En última instancia, cuanto antes y más agresivamente abordemos el cambio climático causado por el hombre, menores serán los riesgos para los bosques de todo el mundo.

Nuestra investigación ha arrojado un pequeño rayo de luz a los secretos en el corazón de los árboles, viajando en el tiempo para que podamos entender el futuro. Pero quedan muchos más misterios grabados dentro de estos organismos majestuosos, misterios que necesitamos desesperadamente desentrañar.

Sobre el AutorLa conversación

andregg williamWilliam RL Anderegg es investigador postdoctoral en el Instituto Ambiental de Princeton en la Universidad de Princeton. Su investigación se centra en la intersección de los ecosistemas y el cambio climático. Recibí mi Ph.D. del Departamento de Biología de la Universidad de Stanford.

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

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