Los bosques tropicales representan más del 50% del sumidero global de carbono terrestre, pero el cambio climático amenaza con alterar el equilibrio de carbono de estos ecosistemas.
Por Anne M. Stark, Laboratorio Nacional Lawrence Livermore
Una nueva investigación realizada por científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) y colegas de la Universidad Estatal de Colorado y el Instituto Smithsonian de Investigaciones Tropicales ha descubierto que el calentamiento y el secado de los suelos de los bosques tropicales pueden aumentar la vulnerabilidad al carbono del suelo, al aumentar la degradación del carbono más antiguo. La investigación aparece en Nature .
«Estos hallazgos implican que tanto el calentamiento como el secado, al acelerar la pérdida de carbono del suelo más antiguo o reducir la incorporación de nuevos aportes de carbono, intensificarán las pérdidas de carbono del suelo e impactarán negativamente el almacenamiento de carbono en los bosques tropicales bajo el cambio climático», dijo la científica del LLNL Karis McFarlane, autora principal del artículo.
Los bosques tropicales intercambian más CO2 con la atmósfera que cualquier otro bioma terrestre y almacenan casi un tercio de las reservas mundiales de carbono del suelo. Los ecosistemas terrestres tropicales también tienen el tiempo medio de residencia del carbono más corto de la Tierra, tan solo entre 6 y 15 años, lo que significa que cualquier cambio en las entradas o salidas de carbono (incluido el CO2 emitido por el suelo) podría tener consecuencias importantes y relativamente rápidas para el equilibrio de carbono de los ecosistemas tropicales y las retroalimentaciones carbono-clima.
Las proyecciones climáticas sugieren un futuro que será más cálido y más seco en gran parte de los trópicos, con una intensidad de sequía creciente y una estación seca más larga en los Neotrópicos (una región que se extiende desde el sur de México a través de América Central y el norte de América del Sur, incluida la vasta selva amazónica).
La investigación, realizada durante experimentos de manipulación del clima en bosques tropicales de Panamá, muestra que tanto el calentamiento in situ del perfil completo del suelo en 4 °C como la exclusión del 50% de las precipitaciones aumentaron el carbono-14 en el CO2 liberado por el suelo, incrementando la edad promedio del carbono en el equivalente a ~2–3 años.
Es importante destacar que los mecanismos subyacentes a este cambio fueron diferentes entre el calentamiento y el secado. El calentamiento aceleró la descomposición del carbono más antiguo a medida que el aumento de las emisiones de CO2 agotó el carbono más nuevo. El secado suprimió la descomposición de los aportes de carbono más nuevo y redujo las emisiones de CO2 del suelo , aumentando así las contribuciones del carbono más antiguo a la liberación de CO2 .
«Los experimentos de campo y de laboratorio sugieren que el calentamiento climático estimulará una pérdida neta de carbono del suelo global hacia la atmósfera, pero no está tan claro cómo el calentamiento y el secado del clima interactuarán para influir en el equilibrio de carbono en los bosques y otros ecosistemas», dijo McFarlane.
La mayor parte de los trabajos anteriores sobre los bosques tropicales solo tenían en cuenta las tasas de flujo total de CO2 , que son importantes para determinar el balance general de carbono de los bosques tropicales, pero tienen una capacidad limitada para descubrir los mecanismos que subyacen a los cambios observados. Esos mecanismos pueden revelarse mediante los valores de carbono-14, que indican la edad promedio de las fuentes de carbono que se metabolizan y liberan como CO2 .
En los últimos años, el carbono «nuevo» o «joven» se ha fijado en la atmósfera, mientras que el carbono más antiguo, «de una década de antigüedad», se ha enriquecido en carbono-14 en relación con la atmósfera actual. Incluso el carbono más antiguo, «de un siglo» o «de una milenio de antigüedad», se ha agotado en carbono-14 en relación con la atmósfera actual.
En el estudio actual, el equipo determinó cómo el calentamiento y la sequía afectan la cantidad y la edad del carbono liberado como CO2 del suelo en dos áreas de bosques tropicales de tierras bajas distintas en Panamá que están sujetas a calentamiento experimental del suelo o sequía experimental. Midieron los isótopos de carbono-14 y carbono-13 del CO2 respirado por el suelo .
Utilizando el Centro de Espectrometría de Masas con Aceleradores del LLNL, McFarlane y su equipo descubrieron que el calentamiento del suelo aumentó el carbono-14 del CO2 respirado durante la estación húmeda, lo que indica una mayor liberación de carbono «bomba» (alrededor de 1963, a partir de pruebas nucleares subterráneas) en condiciones cálidas y húmedas. En concreto, el calentamiento estimuló la descomposición del carbono más antiguo del suelo al aumentar la liberación general de CO2 del suelo , lo que provocó un cambio microbiano en el uso de los recursos tras el agotamiento de la materia orgánica fresca al carbono más antiguo del suelo. En cambio, el secado redujo la liberación total de CO2 del suelo , pero también aumentó el carbono-14 del CO2 respirado al limitar la entrega de carbono fresco (de la hojarasca o las raíces) a los descomponedores.
«Esta limitación del acceso microbiano al carbono fresco explica el cambio hacia una mayor contribución del carbono más antiguo a las emisiones totales de CO2 del suelo con el calentamiento y la sequía», dijo McFarlane. «Nuestros resultados sugieren que el cambio climático aumentará la vulnerabilidad del carbono del suelo previamente almacenado en los bosques tropicales al estimular la descomposición y la pérdida del carbono antiguo «.
Más información: Karis J. McFarlane et al., El calentamiento y la sequía experimentales aumentan las contribuciones de carbono de los bosques más antiguos a la respiración del suelo en los bosques tropicales de tierras bajas, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-51422-6
