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El dióxido de carbono alimenta a las plantas, pero ¿se están llenando las plantas de la Tierra?

El dióxido de carbono alimenta a las plantas, pero ¿se están llenando las plantas de la Tierra?
Crédito: lowpower225 / shutterstock

Las plantas hacen mucho trabajo por nosotros, producen el aire que respiramos, los alimentos que comemos e incluso algunos de nuestros medicamentos. Pero cuando se trata de eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera, es posible que hayamos sobreestimado su capacidad.


por Amanda Cavanagh y Caitlin Moore


La fotosíntesis actúa como los pulmones de nuestro planeta: las plantas usan luz y dióxido de carbono (CO 2 ) para producir los azúcares que necesitan para crecer, liberando oxígeno en el proceso. Cuando aumentan las concentraciones de CO 2 atmosférico , como ha sucedido gracias a que los humanos queman combustibles fósiles, se podría pensar que las plantas disfrutan de una mezcla heterogénea de alimentos para un crecimiento ilimitado. Pero un nuevo estudio publicado en Science muestra que este exceso de riqueza no es tan efectivo como se pensaba anteriormente.

Dado que el CO 2 es la principal fuente de alimento para las plantas, el aumento de los niveles estimula directamente la tasa fotosintética de la mayoría de las plantas. Este impulso en la fotosíntesis , conocido como el » efecto de fertilización con CO 2 «, mejora el crecimiento en muchas de las especies de plantas de la tierra, y los efectos se ven más claramente en cultivos y árboles jóvenes, y menos en bosques maduros .

La cantidad de CO 2 utilizada por la fotosíntesis y almacenada en la vegetación y el suelo ha aumentado en los últimos 50 años y ahora absorbe al menos una cuarta parte de las emisiones humanas en un año promedio. Hemos asumido que este beneficio seguirá aumentando a medida que aumenten las concentraciones de CO 2 , pero los datos recopilados durante un período de 33 años nos muestran que podría no ser cierto.

La fertilización está en declive

Calcular con precisión el tamaño del efecto global de fertilización con CO 2 no es una tarea fácil. Tenemos que entender qué limita la fotosíntesis de una región a otra, y en todas las escalas, desde las moléculas dentro de una hoja hasta ecosistemas completos.

El gran equipo de investigación detrás del nuevo estudio de Science utilizó una combinación de datos de satélites y observaciones y modelos sobre el terreno del ciclo del carbono. Usando este poderoso conjunto de herramientas, encontraron que el efecto de la fertilización disminuyó en gran parte del mundo desde 1982 hasta 2015, una tendencia que se correlaciona bien con los cambios observados en las concentraciones de nutrientes y el agua del suelo disponible .

El dióxido de carbono alimenta a las plantas, pero ¿se están llenando las plantas de la Tierra?
Las torres FLUXNET de todo el mundo miden los intercambios de dióxido de carbono, vapor de agua y energía entre la biosfera y la atmósfera. Crédito: Caitlin Moore, autor proporcionado

De muchas maneras, la combinación de estas diferentes herramientas ayuda a pintar una imagen más completa de cómo los ecosistemas del mundo están realizando la fotosíntesis. Los investigadores utilizaron una colección de mediciones a largo plazo de torres de flujo como la que se muestra a continuación, que monitorea continuamente el CO 2 y el agua utilizada por las plantas y están distribuidas por los biomas de la tierra y proporcionan el mejor medio para medir la fotosíntesis a escala del ecosistema.

Las torres de flujo están limitadas en su rango de medición (1 km aproximadamente), pero los datos que recopilan estas torres ayudan a verificar las estimaciones satelitales de cuánta fotosíntesis está sucediendo. Con los satélites y las torres de flujo que ahora proporcionan registros desde la década de 1990 (y antes en algunos casos), los científicos pueden evaluar las tendencias a largo plazo en la fotosíntesis global. Luego, estos pueden compararse con «modelos», las simulaciones basadas en computadora que predicen las interacciones entre la planta y el medio ambiente, como hicieron los investigadores en este estudio reciente.

¿Qué podrían faltar los modelos?

Los investigadores del último estudio encontraron que la disminución en la fertilización con CO 2 estaba relacionada con la disponibilidad de nutrientes y agua, que las simulaciones por computadora podrían no tener en cuenta adecuadamente. Sabemos que los nutrientes como el nitrógeno y el fósforo están disminuyendo ) en algunas áreas, lo que puede no estar contabilizado. Las plantas también pueden aclimatarse o cambiar su forma de crecer cuando cambia el entorno.

Así como podemos gastar menos en comestibles cuando hay abundancia de alimentos, las plantas invierten menos nitrógeno en la fotosíntesis cuando se cultivan con CO 2 alto . Cuando esto sucede, la fertilización con CO 2 es menos efectiva que antes. Debido a que algunas plantas tienen una respuesta más fuerte que otras, la respuesta puede ser difícil de explicar en simulaciones por computadora.

Durante muchos años, algunas personas han asumido que la fertilización con carbono mitigará el cambio climático al reducir la velocidad a la que aumenta el CO 2 en la atmósfera. Aunque el efecto está integrado en los modelos utilizados para predecir climas futuros, el argumento ha sido ampliamente malinterpretado por quienes creen que el mundo está reaccionando de forma exagerada al cambio climático .

Pero si el nuevo estudio es correcto y, de hecho, hemos estado sobrestimando la cantidad de carbono que las plantas extraerán de la atmósfera en el futuro, incluso nuestras proyecciones climáticas más cautelosas probablemente hayan sido optimistas.