Los bosques de Estados Unidos tienen un momento difícil reservado para ellos. El cambio climático está aumentando las temperaturas y disminuyendo los niveles de humedad en todo el país, lo que no es una combinación ganadora para los árboles.
por Harrison Tasoff, Universidad de California – Santa Bárbara
Investigadores de la UC Santa Bárbara y la Universidad de Utah buscaron determinar cómo podrían funcionar nuestros ecosistemas selváticos en el futuro cercano. Los autores combinaron modelos matemáticos y datos recopilados por el Servicio Forestal de EE. UU. y fisiólogos de plantas para comprender la vulnerabilidad de los bosques a la sequía.
Sus hallazgos sugieren que, si bien la mayoría de los bosques tienen el potencial de adaptarse a condiciones más cálidas y secas, no están cambiando lo suficientemente rápido como para evitar el estrés inminente. El estudio, publicado en Global Change Biology , sirve como punto de referencia para futuras investigaciones forestales, así como una guía para la conservación y el manejo.
«Nos preocupaba descubrir que los bosques no estaban cambiando lo suficientemente rápido como para evitar un mayor estrés hídrico debido al cambio climático«, dijo el primer autor Greg Quetin, científico asistente del proyecto en el Departamento de Geografía de la UCSB. «Pero hay esperanza, ya que la mayoría de los bosques
en los EE. UU. continentales contenían suficiente diversidad funcional para aumentar su tolerancia a la sequía a través de cambios en la composición de especies».
Hay algunas formas en que los bosques pueden adaptarse a condiciones más secas. Los árboles individuales pueden alterar su actividad, fisiología y expresión génica a las nuevas condiciones que enfrentan. Las especies tolerantes a la sequía que ya están presentes en el ecosistema también pueden volverse más dominantes. La composición del bosque también puede cambiar, con especies más resistentes que migran a medida que mueren especies más vulnerables. La evolución también puede cambiar de especie a través de la selección natural, aunque el efecto será insignificante durante el próximo siglo para organismos tan longevos.
Quetin y sus coautores investigaron si las características y las especies que ya están presentes en los bosques del país son suficientes para que se aclimaten al cambio climático futuro sin una mortalidad generalizada. Gran parte de los datos provienen del programa Forest Inventory and Analysis, una base de datos integral administrada por el Servicio Forestal de los EE. UU. sobre el estado de los bosques del país que se ha estandarizado desde el año 2000.
Esta base de datos incluye parcelas de inventario forestal que documentan la ubicación, las especies, el tamaño, la densidad y la salud de los árboles, así como el crecimiento, la mortalidad y la cosecha de los árboles. Quetin y sus colegas también usaron datos de la base de datos de rasgos funcionales del xilema, donde se compilan las mediciones de la fisiología de los árboles y los rasgos hidráulicos, haciendo referencias cruzadas de esta base de datos con el Inventario Forestal.
Finalmente, el equipo desarrolló un modelo que simula la respuesta de un bosque al aumento del estrés hídrico. El modelo predice la fotosíntesis (o entrada de CO 2 ), la respiración y el crecimiento (salida de CO 2 ), así como el estrés de las plantas. También incluyeron una técnica de optimización para ver cómo los cambios en el área de la hoja podrían mediar en el estrés causado por las condiciones ambientales cambiantes.
«Todos los datos hasta la fecha sugieren que el área foliar es solo la palanca más grande que los árboles individuales pueden usar para manejar el estrés hídrico», dijo el coautor Lee Anderegg, profesor asistente en el Departamento de Ecología, Evolución y Biología Marina. Los bosques en áreas más secas tienden a tener copas más escasas, mientras que los bosques en climas más húmedos pueden producir un follaje espeso.
Los investigadores encontraron que muchos de los bosques de Estados Unidos tienen la capacidad de adaptarse. El modelo reveló que el 88% de los bosques en los EE. UU. continentales tienen la diversidad de características y especies para aclimatarse al cambio climático, y están comenzando a hacerlo. Sin embargo, la mayoría no se estaba adaptando tan rápido como el modelo predijo que era necesario para evitar un mayor estrés hídrico y la mortalidad posterior.
«Es preocupante que no veamos los cambios requeridos que nuestro modelo predice que deben suceder», dijo la coautora Anna Trugman, profesora asistente en el Departamento de Geografía. «Pero creo que todavía hay espacio para la esperanza». Por ejemplo, la biodiversidad se destacó por su capacidad de amortiguar el impacto del cambio climático en un bosque determinado.
«Los árboles se mueven lentamente, como sabemos», continuó Trugman. «He visto el ritmo de esos Ents en ‘El Señor de los Anillos'».
«Todavía están celebrando el Entmoot en este momento», agregó Anderegg.
Las concentraciones más altas de dióxido de carbono introducen un factor de confusión en los cálculos del equipo. Las plantas pierden agua a través de los mismos poros que utilizan para absorber el dióxido de carbono . Entonces, si hay más CO 2 en la atmósfera, las plantas pueden disminuir el tamaño de las aberturas de estos poros y aun así adquirir el carbono que necesitan para la fotosíntesis. Esto reduce la cantidad de agua que se escapa de sus hojas.
Pero la atmósfera también es más seca en un clima cálido, explicó Anderegg, por lo que las hojas pierden más agua. Es un sistema complejo con mucha incertidumbre y factores compensatorios, que requiere modelos matizados para desentrañar. Y la energía involucrada en el transporte de esta agua está lejos de ser despreciable, como descubrieron los autores en un artículo anterior .
El equipo ahora está recopilando sus propios datos sobre los cambios en la fisiología de los árboles después de los incendios provocados por el clima en el Parque Nacional Sequoia, tratando de verificar empíricamente cuánto pueden ajustar los árboles su fisiología. Los autores también están investigando si los árboles pueden evitar el estrés hídrico futuro por completo a través de cambios en el área de sus hojas, y si maximizar la ganancia de carbono o evitar el estrés es más limitante.
Los bosques ya están comenzando a cambiar. Los pabellones más dispersos serán más comunes a medida que la atmósfera se vuelva más seca. Es probable que los bosques también tengan una mezcla de especies diferente a la que tenían históricamente. Todos estos factores también afectan el almacenamiento de carbono forestal. Los bosques actualmente secuestran alrededor del 30% de las emisiones antropogénicas, pero el grupo descubrió recientemente que esto probablemente disminuiría con el cambio climático.
Las estrategias de manejo que alienten a los bosques a adaptarse serán críticas. «Necesitamos pensar en estos bosques no como cosas estáticas, que deben existir tal como son ahora, sino como cosas saludables que deben cambiar para mantenerse al día con el clima», dijo Anderegg. Facilitar el cambio gradual ayudará a prevenir cambios abruptos y catastróficos, como incendios forestales y mortandades, que son perjudiciales para los bosques, la vida silvestre y las personas que viven cerca.
Los administradores de recursos podrían comenzar a plantar áreas con especies más tolerantes a la sequía y realizar quemas prescritas para promover bosques saludables. Pero, sobre todo, necesitamos mitigar el cambio climático, dijeron los autores.
Nuestro futuro depende de la trayectoria de emisiones de la sociedad. La adaptación climática no es más fácil que la mitigación climática , señaló Quetin. Y menos cambio climático significa que se necesita menos adaptación.
Más información: GR Quetin et al, Las velocidades de características forestales observadas no han seguido el ritmo del estrés hidráulico del cambio climático, Biología del cambio global (2023). DOI: 10.1111/gcb.16847
