Las imágenes satelitales obtenidas desde el espacio están permitiendo a los científicos profundizar en las funciones individuales de las diferentes cubiertas forestales tropicales con resultados nuevos y sorprendentes.
Comprender las características de los árboles y la diversidad funcional en los trópicos es crucial para la biodiversidad, la modelización de los ecosistemas y la conservación. Ahora, por primera vez, gracias a los datos satelitales de los satélites Sentinel-2 de la Agencia Espacial Europea (ESA), los científicos pueden mostrar la gran diversidad funcional de los bosques tropicales como nunca antes se había visto.
En un estudio dirigido por el Instituto de Cambio Ambiental de la Universidad de Oxford, y en el que participaron más de 100 científicos de todo el mundo, los investigadores utilizaron datos de más de 1.800 parcelas de vegetación, junto con datos satelitales, de terreno, climáticos y de suelo, para predecir variaciones en 13 rasgos de los árboles y mapear la diversidad funcional de los bosques tropicales.
Descubrieron que los bosques de América, África y Asia utilizan cada uno partes diferentes del espacio de características disponible. Los bosques tropicales americanos muestran un 40% más de riqueza funcional que los bosques africanos y asiáticos, mientras que los bosques africanos tienen la mayor divergencia funcional: un 32% más que los bosques americanos y un 7% más que los asiáticos.
El estudio, «Canopy functional trace vary across Earth’s tropical forests», publicado en Nature , también identifica regiones que necesitan más datos para mejorar la precisión. Esta investigación ofrece una visión global de cómo y por qué los rasgos del dosel de los bosques tropicales varían entre regiones.
El Dr. Jesús Aguirre-Gutiérrez, Profesor Asociado, afirmó: «Usando datos satelitales de última generación podemos obtener información de alta resolución y ver qué está sucediendo en las copas de los árboles. Podemos usar esto para cuantificar las diferencias entre los continentes».
En su estudio, el equipo destaca la importancia de las copas de los árboles de los bosques tropicales para regular el carbono, el agua y la energía en la atmósfera. Los bosques tropicales son los ecosistemas con mayor biodiversidad de la Tierra y constituyen una gran parte de la diversidad global, incluidas dos terceras partes de las 73.000 especies de árboles. Más de mil millones de personas dependen de ellos para su sustento.
Sin embargo, los investigadores afirman que aún tenemos un conocimiento limitado de cómo varían los rasgos que afectan las funciones forestales (como la forma, los patrones de crecimiento y las respuestas al medio ambiente) en grandes áreas, especialmente en los bosques tropicales. Si bien factores como el agua, la temperatura y el suelo influyen en los rasgos de las plantas, no comprendemos completamente cómo afectan la función forestal.
La predicción de la distribución de las características de las plantas en grandes áreas suele centrarse en unas pocas características de las que se dispone de más datos, como el nitrógeno y el fósforo de las hojas y el área foliar específica. Se han logrado algunos avances combinando datos sobre los tipos de plantas con modelos estadísticos y teledetección por satélite, pero la mayoría de los modelos todavía dependen de tipos de plantas predefinidos para estimar la distribución de las características y utilizan datos satelitales de baja resolución.
Las observaciones terrestres en los bosques tropicales suelen ser limitadas, lo que demuestra la necesidad de contar con mejores herramientas para rastrear las características de las plantas en grandes áreas con alta resolución. También es necesario comparar las predicciones realizadas con diferentes métodos.
Si bien las bases de datos de características de las plantas ayudan a modelar la distribución de las mismas, los investigadores afirman que aún carecemos de datos completos sobre las características de la mayoría de las especies de árboles en áreas tropicales como la Amazonia, que tiene alrededor de 15.000 especies. Comprender la variación de las características en los distintos continentes es importante para predecir cómo responderán los ecosistemas a cambios como el cambio climático y el uso de la tierra.
Estudios anteriores han demostrado que los rasgos de las plantas varían según los ecosistemas y las comunidades, lo que refleja cómo las estrategias de las plantas se conectan con las condiciones ambientales, permitiendo que las especies prosperen en nichos específicos.
Si bien los modelos dinámicos de vegetación global (DGVM, por sus siglas en inglés) y los modelos de distribución de especies (SDM, por sus siglas en inglés) ayudan a predecir los efectos del cambio climático, los DGVM a menudo utilizan categorías amplias de plantas y los SDM pueden ignorar la diversidad de rasgos. La inclusión de rasgos específicos de plantas y la diversidad funcional en estos modelos puede mejorar las predicciones del ciclo del carbono, los patrones de vegetación y la resiliencia de los ecosistemas, lo que conduce a una mejor comprensión de cómo los ecosistemas responden al cambio global.
El equipo de 119 científicos incluyó a 10 investigadores del ECI.
El Dr. Aguirre-Gutiérrez dijo: «Es gracias a la disponibilidad de datos de parcelas de campo y de características de colaboradores locales, incluida la red mexicana MONAFOR, la red de Monitoreo Global de Ecosistemas de Oxford (GEM), RAINFOR y la metared ForestPlots, y también datos satelitales de la ESA, que han logrado comparar las funciones del dosel con tanto detalle».
Continuó diciendo: «La inteligencia artificial está mejorando rápidamente nuestra capacidad para mapear los rasgos de las plantas utilizando modelos de aprendizaje profundo aplicados a datos de campo y fotografías. Estos modelos, especialmente las redes neuronales convolucionales , pueden analizar grandes cantidades de datos de teledetección y se han combinado con datos espectrales para mapear los rasgos de las plantas.
«Los nuevos satélites con sensores hiperespectrales y alta resolución espacial, junto con los crecientes datos del censo de árboles, están ampliando las posibilidades de utilizar la IA en el tiempo y el espacio».
Pero el equipo advierte que la IA debería apoyar, no reemplazar, los métodos ecológicos tradicionales como el muestreo de campo y la identificación de árboles por parte de expertos para garantizar evaluaciones precisas de la biodiversidad.
El Dr. Aguirre-Gutiérrez agregó: «Existe la necesidad de herramientas que puedan predecir la distribución de la biodiversidad y sus cambios a lo largo del tiempo, y este enfoque es un paso adelante. En el futuro, los datos satelitales podrían ayudar a rastrear la diversidad de plantas anualmente, pero esto requiere datos de campo extensos, modelos avanzados, más potencia de procesamiento y una fuerte colaboración entre investigadores e instituciones».
El estudio traza un mapa de cómo varían los tipos de árboles en los bosques tropicales húmedos y secos, que albergan la mayoría de las especies de árboles de la Tierra . Los hallazgos muestran que las características de los árboles están fuertemente condicionadas por el clima a largo plazo, lo que ayuda a predecir cómo el cambio climático podría afectar a estos bosques. Los mapas que los investigadores ponen a disposición destacan áreas clave para futuras investigaciones, especialmente en regiones poco estudiadas como África y Asia.
Como la precisión de las predicciones depende de la calidad y la cobertura de los datos, mejorarán a medida que haya más información disponible. Estos mapas suponen un avance significativo para comprender cómo funcionan los bosques tropicales a nivel mundial.
Más información: Jesús Aguirre-Gutiérrez, Canopy functional character varying across Earth’s tropical forests, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08663-2 . www.nature.com/articles/s41586-025-08663-2
