La estructura de las comunidades vegetales que crecen sobre el permafrost descongelado en el Ártico está cambiando, con pastos que desplazan a los arbustos de crecimiento más lento.
Por Christfried Dornis, Universidad de Tubinga
Si bien estos pastos absorben más dióxido de carbono que las comunidades vegetales anteriores, generan muchas más emisiones de metano a lo largo del año. El metano es un gas de efecto invernadero que acelera el aumento de la temperatura global mucho más rápido que el dióxido de carbono.
Un equipo de investigación de la Universidad de Tubinga estudió la relación entre las plantas en suelos húmedos y mojados. Su objetivo era cuantificar la influencia de las plantas en la liberación de gases de efecto invernadero a lo largo de la temporada en la turbera de permafrost en deshielo de Stordalen, cerca de Abisko, Suecia. La investigación estuvo dirigida por la profesora Marie Muehe, de la Universidad de Tubinga y el Centro Helmholtz de Investigación Ambiental de Leipzig, y el profesor Andreas Kappler, también de la Universidad de Tubinga. El estudio se ha publicado en la revista Global Change Biology .
«Las típicas turberas de Stordalen son relativamente secas. Se asientan sobre el permafrost, lo que permite que el agua drene sobre la capa de hielo subyacente. A medida que la capa de hielo se descongela, este flujo se interrumpe. Las turberas se convierten en pantanos y, finalmente, en ciénagas», explica Muehe sobre la evolución a largo plazo.
A medida que aumenta la humedad, los arbustos de crecimiento lento adaptados al permafrost, como el romero de pantano o los abedules enanos, no pueden prosperar. Los musgos del género Sphagnum se establecen, pero con el tiempo son reemplazados por pastos de crecimiento más rápido y mayor altura, como el algodón de pantano y la juncia, a medida que la capa de hielo continúa descongelándose y el suelo se encharca.
Las plantas verdes fijan el dióxido de carbono, un gas de efecto invernadero, durante la fotosíntesis y lo transforman en sustancias que favorecen su crecimiento. «Algunas de estas sustancias, como los azúcares y los aminoácidos , son transferidas naturalmente por la planta a través de sus raíces al suelo. Los microorganismos se benefician de estas fuentes de energía para su crecimiento», explica Marie Mollenkopf, estudiante de doctorado en los grupos de trabajo de Muehe y Kappler y primera autora del estudio.
La proliferación de ciertos microorganismos en las raíces de las plantas depende de numerosos parámetros, como la disponibilidad de nutrientes o la presencia de oxígeno. Esto da lugar a cadenas alimentarias en las que un microorganismo utiliza directamente las sustancias liberadas por la planta, mientras que otros se nutren de sus secreciones. Finalmente, se liberan cantidades variables de dióxido de carbono y metano, gases de efecto invernadero.
De turberas a pantanos
Para el estudio, el equipo de investigación registró sistemática y cuantitativamente los flujos de carbono en las zonas radiculares de diversas comunidades vegetales en la turbera de Stordalen. Durante una temporada de crecimiento, los investigadores midieron en momentos específicos los exudados radiculares naturales de las plantas y los gases de efecto invernadero generados. Se incluyeron en las mediciones numerosas condiciones ambientales relacionadas con la química del suelo. El proyecto completo consistió en una comparación de datos de las tres etapas de deshielo: las palsas originales, la turbera y los pantanos.
«Nuestros resultados demuestran que, sobre todo, las gramíneas impulsan la dinámica estacional de los flujos de carbono y las emisiones de gases de efecto invernadero en las turberas y pantanos descongelados. A medida que continúa el deshielo, pueden liberar más carbono y, además, aumentar activamente las emisiones de metano», afirma Mollenkopf.
Desde principios hasta pleno verano, de junio a agosto, los pastos fijaron grandes cantidades de dióxido de carbono, mucho más que las turberas o los arbustos, mediante su actividad fotosintética. «Pero a medida que avanzaba la temporada de crecimiento, las emisiones de metano de los pastos aumentaron hasta alcanzar los niveles más altos a finales del verano. En conjunto, estas emisiones de metano superaron con creces los efectos positivos de la eliminación de dióxido de carbono de la atmósfera. Además, se liberó más CO₂ en otoño debido a la reducción de la actividad fotosintética y la muerte de la materia vegetal. En general, esto incrementó las emisiones de gases de efecto invernadero nueve veces», afirma Muehe. «El permafrost suele convertirse en una fuente de carbono al descongelarse, y los pastos contribuyen significativamente a esta liberación de carbono al final del período de crecimiento».
« Los suelos de permafrost almacenan casi la mitad del carbono presente en los suelos del mundo. Al alterar los procesos del suelo a lo largo del año, las plantas pueden contribuir al deshielo de las regiones de permafrost, transformándolas de sumidero de carbono a fuente de carbono de forma más rápida y eficaz de lo que se creía. Los modelos climáticos globales deben tener en cuenta no solo el permafrost en sí, sino también la actividad vegetal sobre él», afirma Mollenkopf.
«Los resultados de Stordalen demuestran claramente que solo podremos comprender el cambio climático y limitarlo eficazmente si conocemos con precisión los procesos que tienen lugar en ecosistemas sensibles como las regiones de permafrost. Investigadores de la Universidad de Tubinga están realizando una importante contribución para una mejor evaluación del papel de los suelos en el ciclo global del carbono. Este conocimiento es fundamental para una política climática y ambiental responsable», afirma la Dra. Karla Pollmann, rectora de la Universidad de Tubinga.
Detalles de la publicación
Marie Mollenkopf et al., Las gramíneas aumentan las emisiones de gases de efecto invernadero del permafrost descongelado al final de la temporada de crecimiento, Global Change Biology (2026). DOI: 10.1111/gcb.70783
