El ciclo del agua en la Tierra: un estudio revela cómo el cambio climático puede alterar la hidrología de los ecosistemas de pastizales

Una investigación codirigida por la Universidad de Maryland revela que la sequía y el aumento de las temperaturas en un clima rico en CO2 _pueden alterar drásticamente el modo en que los pastizales utilizan y mueven el agua.

por la Universidad de Maryland

El estudio proporciona la primera demostración experimental de los posibles impactos del cambio climático en el movimiento del agua a través de los ecosistemas de pastizales, que constituyen casi el 40% de la superficie terrestre de la Tierra y desempeñan un papel fundamental en el ciclo del agua de la Tierra. El estudio aparece en la revista Science .

«Si queremos predecir los efectos del cambio climático sobre los recursos hídricos de la Tierra, necesitamos datos que muestren cómo responderá el ciclo hidrológico a pequeña escala donde podamos definir mecanismos, pero eso simplemente no ha estado disponible», dijo Jesse Radolinski, autor correspondiente del estudio, un investigador asociado postdoctoral en el Departamento de Ciencia y Tecnología Ambiental de la UMD que comenzó el trabajo en la Universidad de Innsbruck.

«Nuestros experimentos descubrieron que, en condiciones de sequía estival y temperaturas del aire más altas que las esperadas en un futuro con niveles elevados de CO2 _, dos cosas cambian fundamentalmente: una, las propiedades estructurales del suelo en la zona de las raíces cambian, de modo que el agua fluye de manera diferente a lo que esperábamos, y dos, estas condiciones climáticas y propiedades del suelo alteradas hacen que las plantas accedan al agua de manera diferente».

Actualmente, las nuevas precipitaciones tienden a permanecer en la zona de las raíces , donde se mezclan con el agua del suelo existente (es decir, las precipitaciones anteriores) antes de filtrarse en arroyos y ríos locales.

Radolinski dijo que este estudio sugiere que, en condiciones climáticas futuras, las lluvias intensas pueden moverse más rápidamente a través del suelo hacia los cuerpos de agua locales, interactuando menos con esta agua almacenada y potencialmente trayendo consigo nutrientes y contaminantes.

Además, las plantas sometidas a estas futuras condiciones de sequía conservan más agua y liberan menos a la atmósfera a través de la transpiración. Eso podría significar un menor enfriamiento atmosférico, lo que desencadenaría un ciclo de retroalimentación de más sequía y más calentamiento.

• Crédito: Camille Halais
• Refugios automáticos contra la lluvia que se activan para contener la lluvia de una tormenta que se aproxima durante un período de sequía experimental en las instalaciones de ClimGrass en Estiria, Austria. Crédito: Camille Halais

Radolinski y sus colegas llevaron a cabo su experimento con la Universidad de Innsbruck en parcelas abiertas en una pradera austríaca. Simularon seis condiciones climáticas diferentes manipulando la temperatura del aire y los niveles de CO2 _, e introduciendo sequías recurrentes con grandes refugios desplegados automáticamente que impedían que la lluvia natural llegara a las parcelas.

Cuando simularon la lluvia, utilizaron agua con un isótopo rastreable de hidrógeno llamado deuterio, y luego rastrearon su camino a través de las plantas y el suelo.

Sus resultados mostraron que después de sequías recurrentes en parcelas con niveles elevados de CO2 _y calentamiento, la estructura de los poros del suelo cambió de modo que el agua más antigua podía permanecer atrapada en poros más pequeños, mientras que el agua más nueva fluía hacia poros más grandes que drenaban más rápidamente.

Además, las plantas fueron eficaces a la hora de acceder a la humedad del suelo más fácilmente disponible y conservaron la pérdida de agua al liberar menos a la atmósfera a través de la transpiración. Esto puede ayudar a las plantas a adaptarse al estrés hídrico en futuras condiciones de sequía, aunque se necesitan más investigaciones para determinar los efectos sobre el crecimiento.

El estudio revela que las interacciones entre el suelo y el agua de las plantas podrían ser mucho más complejas de lo que se creía, con consecuencias importantes para la capacidad de los ecosistemas de resistir y recuperarse de las sequías. Estos conocimientos serán fundamentales para fundamentar las estrategias de conservación y gestionar los ecosistemas en un clima que cambia rápidamente.

Más información: Jesse Radolinski, La sequía en un clima más cálido y rico en CO2 _{restringe el uso del agua en los pastizales y la mezcla de agua y suelo,} Science (2025). DOI: 10.1126/science.ado0734 . www.science.org/doi/10.1126/science.ado0734