A medida que el mundo se calienta debido al cambio climático, ¿cuánto podemos seguir dependiendo de las plantas y los suelos para ayudar a aliviar parte de nuestro daño autoinfligido mediante la eliminación de la contaminación por carbono de la atmósfera?

por la Institución Carnegie para la Ciencia

El nuevo trabajo dirigido por Wu Sun y Anna Michalak de Carnegie aborda esta pregunta clave al implementar un nuevo y audaz enfoque para inferir la sensibilidad a la temperatura de la respiración del ecosistema, que representa un lado de la ecuación que equilibra la absorción y la producción de dióxido de carbono en ambientes terrestres . Sus hallazgos se publican en Nature Ecology & Evolution .

«En este momento, las plantas en la biosfera terrestre nos brindan un ‘servicio gratuito’ al eliminar entre un cuarto y un tercio de las emisiones de carbono de la humanidad de la atmósfera», explicó Michalak. «A medida que el mundo se calienta, ¿podrán mantener esta tasa de eliminación de dióxido de carbono? Responder a esto es fundamental para comprender el futuro de nuestro clima y diseñar estrategias sólidas de mitigación y adaptación al clima«.

La fotosíntesis, el proceso por el cual las plantas, las algas y algunas bacterias convierten la energía solar en azúcares para alimentarse, requiere la absorción de dióxido de carbono atmosférico. Esto ocurre durante las horas del día. Pero durante el día y la noche, estos mismos organismos también realizan la respiración, al igual que nosotros, «exhalando» dióxido de carbono.

Poder cuantificar mejor el equilibrio de estos dos procesos en todos los componentes de los ecosistemas terrestres, desde los microbios del suelo hasta los árboles y todo lo demás, y comprender su sensibilidad al calentamiento, mejorará los modelos de los científicos para los escenarios de cambio climático.

En los últimos años, los investigadores, incluido Joe Berry de Carnegie, han desarrollado enfoques innovadores para medir la cantidad de dióxido de carbono absorbido por las plantas a través de la fotosíntesis, como el uso de satélites para monitorear la actividad fotosintética global y medir la concentración de sulfuro de carbonilo de gas traza atmosférico.

Pero, hasta ahora, no ha sido posible desarrollar herramientas similares para rastrear la respiración a escala de biomas o continentes completos. Como resultado, la respiración a menudo se estima indirectamente como la diferencia entre la fotosíntesis y la absorción total de dióxido de carbono.

«Nos propusimos desarrollar una nueva forma de inferir cómo la respiración se ve afectada por los cambios de temperatura en varios ecosistemas de América del Norte», dijo Sun. «Esto es absolutamente crucial para refinar nuestras proyecciones de cambio climático y para informar las estrategias de mitigación».

Michalak, Sun y sus colegas desarrollaron una nueva forma de inferir a gran escala cuánto aumenta la respiración cuando las temperaturas aumentan utilizando mediciones de las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico. Estas medidas fueron tomadas por una red de docenas de estaciones de monitoreo en toda América del Norte.

El equipo reveló que las observaciones atmosféricas sugieren sensibilidades a la temperatura de la respiración más bajas que las representadas en la mayoría de los modelos de última generación. También encontraron que esta sensibilidad difiere entre bosques y tierras de cultivo. Las sensibilidades a la temperatura de la respiración no se han limitado utilizando datos de observación a esta escala hasta ahora, ya que el trabajo anterior se ha centrado en sensibilidades para parcelas de tierra mucho más pequeñas.

«La belleza de nuestro enfoque es que las mediciones de las concentraciones de dióxido de carbono atmosférico de unas pocas docenas de estaciones bien ubicadas pueden informar los flujos de carbono a escala de biomas completos en América del Norte», explicó Sun. «Esto permite una comprensión más completa de la respiración a escala continental, lo que nos ayudará a evaluar cómo el calentamiento futuro afecta la capacidad de la biosfera para retener carbono», enfatizó Sun.

Para su sorpresa, los investigadores encontraron que la respiración es menos sensible al calentamiento de lo que se pensaba anteriormente, cuando se ve a escala de bioma o continental. Pero advierten que esta sensibilidad a la temperatura es solo una pieza de un rompecabezas complejo.

«Aunque nuestro trabajo indica que los ecosistemas de América del Norte pueden ser más resistentes al calentamiento de lo que implicaban los estudios a escala de parcela, frenar el cambio climático depende en última instancia de que dejemos de inyectar más y más carbono a la atmósfera lo más rápido posible. No podemos confiar en los componentes naturales del ciclo global del carbono para que hagan el trabajo pesado por nosotros», advirtió Michalak. «Depende de nosotros detener el tren fuera de control».

Más información: Wu Sun et al, Sensibilidad a la temperatura a escala de bioma de la respiración del ecosistema revelada por observaciones de CO _{2 atmosférico,} Nature Ecology & Evolution (2023). DOI: 10.1038/s41559-023-02093-x . www.nature.com/articles/s41559-023-02093-x