El ‘banco’ de carbono de los científicos está en peligro de fallar

Las selvas tropicales almacenan entre el 25 % y el 40 % del carbono del suelo global, aunque ocupan solo el 7 % de la superficie terrestre de la Tierra. Al actuar como sumidero de carbono, los bosques tropicales previenen los efectos más graves del cambio climático.

Un equipo de investigación dirigido por un científico de la Universidad Estatal de Colorado descubrió que el cambio climático afectará la capacidad de los bosques tropicales para almacenar carbono. Su estudio revela que la sequía continua en los bosques tropicales, una consecuencia esperada del cambio climático, conduce a una pérdida de carbono de los suelos más fértiles, y que los nutrientes del suelo juegan un papel importante en la cantidad de carbono que se libera y cuándo.

«Los bosques tropicales pueden ser muy sensibles a la reducción de las precipitaciones, y tienen algunas de las reservas de carbono más grandes de la Tierra. A medida que el clima se seca, ese carbono se vuelve vulnerable», dijo Daniela Cusack, autora principal y profesora asociada del Departamento de Ciencias de los Ecosistemas. y Sostenibilidad.

El cambio climático reduce las precipitaciones en algunos lugares y provoca una mayor variación de un año a otro. Ya se ha documentado que algunos bosques tropicales se están secando.

“Todo este carbono almacenado en la selva tropical en este momento es como un banco”, dijo Cusack. «Dependemos de todo este carbono y cualquier cosa que libere ese carbono exacerbará el cambio climático y afectará a todos».

Resultados inesperados

Kozak y su equipo evaluaron los efectos del secado estacional natural y la reducción crónica de las precipitaciones sobre los flujos de carbono en los bosques tropicales. Descubrieron que el secado estacional natural limita la liberación de dióxido de carbono.

«Hubo cierta flexibilidad al principio, lo cual tiene sentido porque estos son bosques estacionales, por lo que están acostumbrados a la estación seca», dijo Cusack. «Pero parece que después de esa resiliencia inicial, hemos alcanzado un umbral en el que las cosas cambian más rápidamente en algunos bosques tropicales».

El modelo de ecosistema que usaron en el estudio predijo que el secado continuo aumentaría la liberación de CO2 de los bosques tropicales más fértiles y húmedos, pero reduciría los flujos de CO2 de los bosques tropicales más secos.

«Esperábamos que el sitio más húmedo fuera el más sensible a la desecación», dijo Cusack. “Es el menos adaptado a las condiciones secas”.

La expectativa era que a medida que los sitios húmedos se secaran ligeramente, se volverían más adecuados para los microbios, que descomponen el carbono en el suelo y lo convierten nuevamente en dióxido de carbono.

«Lo que vimos fue lo contrario de lo que se suponía para estos bosques tropicales», dijo Cusack. El sitio donde esperaban tener la mayor pérdida de carbono en realidad perdió la menor cantidad de carbono.

Tal vez los microbios no puedan prosperar en suelos infértiles, dijo Kozak, o tal vez la actividad microbiana sea más lenta para multiplicarse en suelos húmedos porque tarda más en secarse. Kozak dijo que se necesita más investigación para determinar por qué los resultados difieren con el modelo.

La pérdida de carbono a través de la respiración aumentó significativamente a medida que el secado continuaba en suelos más fértiles, lo que indica que los nutrientes juegan un papel importante en los flujos de CO.

Evitar la lluvia de la selva tropical

El estudio, llamado PARCHED for PAnama Rainforest Changes with Experimental Drying, midió los efectos del secado estacional natural y el secado crónico experimental en el almacenamiento de carbono en el suelo en cuatro bosques tropicales distintos en Panamá.

Los bosques incluían una amplia gama de precipitaciones naturales y fertilidad del suelo. Esto permitió a los investigadores comparar cómo los diferentes tipos de bosques tropicales responden al secado.

Con una inversión inicial de la Fundación Nacional de Ciencias, tomaron dos años de mediciones de referencia, a partir de 2015. Luego, el equipo comenzó a monitorear los flujos de carbono en las condiciones impuestas por el secado experimental en parcelas de selva tropical en 2018, gracias a la financiación del Departamento de Energía.

Para inducir el secado artificial, el equipo construyó techos de invernadero parciales en parcelas de 10 por 10 metros en cada uno de los cuatro bosques. El techo, que estaba debajo del dosel del bosque, desvió aproximadamente la mitad de la lluvia del suelo en cada sitio. Las zanjas revestidas de plástico evitan que la humedad se filtre en los terrenos de estudio.

el estudio, Publicado en Cursos Globales de Biogeoquímicamostró que diferentes bosques tropicales responderán al cambio climático de manera diferente y en diferentes marcos de tiempo, y que los suelos fértiles pueden ser los primeros en reaccionar a las grandes pérdidas de carbono en los trópicos.

Los investigadores se sorprendieron de que los nutrientes del suelo parecen tener tanto efecto como la humedad del suelo, lo que requiere actualizaciones de los modelos predictivos.

«Si no hay suficientes nutrientes, los microbios no parecen responder mucho a los cambios de humedad», dijo Cusack.

Los científicos aún no han observado cambios en el crecimiento de las plantas o la conversión de dióxido de carbono en oxígeno mediante la fotosíntesis, dijo Kozak, lo cual tiene sentido, porque las plantas son organismos más grandes que tardan más en crecer.

«Los microbios son criaturas pequeñas y tienden a responder más rápidamente al cambio climático y otros tipos de perturbaciones», dijo.

Kozak dijo que a medida que continúa el secado experimental, otras parcelas de tierra también se dirigen hacia la pérdida de carbono, otra razón para abordar los problemas de emisiones y aumentar las iniciativas de secuestro de carbono.

«Todo el mundo piensa en un cambio de temperatura, pero creo que un cambio en la precipitación puede ser aún más confuso», dijo Cusack. «Son más diversos, cambiando de manera diferente en diferentes lugares. Pero la desecación en los trópicos es una preocupación real en términos de estas reservas de carbono».

Predicción mejorada

Los hallazgos de Kozak y su equipo han mejorado el modelado del ciclo del carbono en las selvas tropicales.

Los modelos de carbono del suelo se han desarrollado a escala del ecosistema del bosque templado, por lo que no simulan bien los suelos tropicales saturados e infértiles. Los investigadores actualizaron el modelo de carbono con el que trabajaron para que coincidiera mejor con sus observaciones.

La fertilidad del suelo no está completamente representada en muchos modelos de carbono de ecosistemas, especialmente para los nutrientes que son más escasos en los bosques tropicales, como el fósforo. En muchos modelos de carbono del suelo, las proyecciones de pérdida de carbono se basan principalmente en la humedad del suelo. Kozak dijo que una mejor representación de los nutrientes en los modelos ambientales es un próximo paso importante en esta investigación.

autores del estudio»,Separación de las respuestas de respiración del suelo a la exclusión de dormideros de los cambios en la humedad del suelo en cuatro bosques tropicales, señalización de procesos para modelos de ecosistemas.Kozak, Lee H. Dietrich, del Departamento de Ecosistemas y Sostenibilidad de CSU, y Benjamin N. Sollman, del Laboratorio Nacional de Oak Ridge El Departamento de Ecosistemas y Sostenibilidad forma parte de la Escuela Warner de Recursos Naturales.