Algunas regiones de la selva amazónica son más resistentes al cambio climático de lo que se pensaba anteriormente: ¿qué pasa con eso?

Un nuevo estudio observacional demuestra que el aumento de la sequedad del aire no reduce la fotosíntesis en ciertas regiones muy húmedas de la selva amazónica, lo que contradice los modelos del sistema terrestre que muestran lo contrario

ESCUELA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS DE LA UNIVERSIDAD DE COLUMBIA

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IMAGEN: LA FOTO FUE TOMADA DESDE LA PARTE SUPERIOR DEL SITIO DE LA TORRE K34 FLUX UBICADO A 60 KM AL NORTE DE MANAOS, BRASIL. ver más CRÉDITO: XI YANG/UNIVERSIDAD DE VIRGINIA

Nueva York, NY–20 de noviembre de 2020–Los bosques pueden ayudar a mitigar el cambio climático al absorber dióxido de carbono durante la fotosíntesis y almacenarlo en su biomasa (troncos de árboles, raíces, etc.). De hecho, los bosques actualmente absorben alrededor del 25-30% de nuestras emisiones de dióxido de carbono (CO2) generadas por el hombre. Ciertas regiones de selva tropical, como el Amazonas, almacenan más carbono en su biomasa que cualquier otro ecosistema o bosque, pero cuando los bosques experimentan estrés hídrico (no hay suficiente agua en el suelo y/o el aire es extremadamente seco), los bosques se ralentizarán o disminuirán. detener la fotosíntesis. Esto deja más CO2 en la atmósfera y también puede conducir a la mortalidad de los árboles.

Los modelos actuales del sistema terrestre utilizados para las predicciones climáticas muestran que la selva amazónica es muy sensible al estrés hídrico. Dado que se prevé que el aire en el futuro se vuelva más cálido y seco con el cambio climático, lo que se traducirá en un mayor estrés hídrico, esto podría tener grandes implicaciones no solo para la supervivencia del bosque, sino también para su almacenamiento de CO2. Si el bosque no puede sobrevivir en su capacidad actual, el cambio climático podría acelerarse en gran medida.

Los investigadores de Columbia Engineering decidieron investigar si esto era cierto, si estos bosques son realmente tan sensibles al estrés hídrico como lo muestran los modelos. En un estudio publicado hoy en Avances de la cienciainforman de su descubrimiento de que estos modelos han sobreestimado en gran medida el estrés hídrico en los bosques tropicales.

El equipo descubrió que, si bien los modelos muestran que los aumentos en la sequedad del aire disminuyen en gran medida las tasas de fotosíntesis en ciertas regiones de la selva amazónica, los resultados de los datos de observación muestran lo contrario: en ciertas regiones muy húmedas, los bosques incluso aumentan las tasas de fotosíntesis en respuesta a una mayor sequía. aire.

«Hasta donde sabemos, este es el primer estudio de toda la cuenca que demuestra cómo, al contrario de lo que muestran los modelos, la fotosíntesis de hecho aumenta en algunas de las regiones muy húmedas de la selva amazónica durante el estrés hídrico limitado», dijo Pierre Gentine, profesor asociado de ingeniería ambiental y de la tierra y de ciencias ambientales y de la tierra y afiliado al Instituto de la Tierra. “Este aumento está relacionado con la sequedad atmosférica además de la radiación y puede explicarse en gran medida por los cambios en la capacidad fotosintética del dosel. A medida que los árboles se estresan, generan hojas más eficientes que pueden compensar con creces el estrés hídrico”.

Gentine y su exalumna de doctorado Julia Green utilizaron datos de los modelos del Proyecto de Intercomparación de Modelos Acoplados 5 (CMIP5) del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático y los combinaron con técnicas de aprendizaje automático para determinar cuál era la sensibilidad modelada de la fotosíntesis en las regiones tropicales de las Américas. tanto la humedad del suelo como la sequedad del aire. Luego realizaron un análisis similar, esta vez utilizando datos de observación de sensores remotos de satélites en lugar de los datos del modelo, para ver cómo se comparaba la sensibilidad de la observación. Para relacionar sus resultados con procesos de menor escala que pudieran explicarlos, el equipo luego utilizó datos de torres de flujo para comprender sus resultados a nivel de dosel y hojas.

Estudios anteriores han demostrado que hay aumentos en el verdor de la cuenca del Amazonas al final de la estación seca, cuando tanto el suelo como el aire están más secos, y algunos han relacionado esto con aumentos en la fotosíntesis. «Pero antes de nuestro estudio, aún no estaba claro si estos resultados se traducían en un efecto sobre una región más grande, y nunca se habían relacionado con la sequedad del aire además de la luz», Green, quien ahora es investigador asociado postdoctoral en Le Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement en Francia, explicó. “Nuestros resultados significan que los modelos actuales están sobreestimando las pérdidas de carbono en la selva amazónica debido al cambio climático. Por lo tanto, en esta región en particular, estos bosques pueden de hecho ser capaces de mantener las tasas de fotosíntesis, o incluso aumentarlas, con algo de calentamiento y sequía en el futuro”.

Gentine y Green señalan, sin embargo, que esta sensibilidad se determinó utilizando solo los datos existentes y, si los niveles de sequedad aumentaran a niveles que no se están observando actualmente, esto podría cambiar. De hecho, los investigadores encontraron un punto de inflexión para los episodios de estrés por sequía más severos en los que el bosque no podía mantener su nivel de fotosíntesis. Entonces, dicen Gentine y Green, «nuestros hallazgos ciertamente no son una excusa para no reducir nuestras emisiones de carbono».

Gentine y Green continúan analizando temas relacionados con el estrés hídrico de la vegetación en los trópicos. Green se está enfocando actualmente en desarrollar un indicador de estrés hídrico utilizando datos de detección remota (un conjunto de datos que se puede usar para identificar cuándo un bosque está bajo condiciones estresantes), cuantificando los efectos del estrés hídrico en la absorción de carbono de las plantas y relacionándolos con características del ecosistema.

“Gran parte de la investigación científica que surge en estos días es que con el cambio climático, nuestros ecosistemas actuales podrían no ser capaces de sobrevivir, lo que podría conducir a la aceleración del calentamiento global debido a la retroalimentación”, agregó Green. «Fue bueno ver que tal vez algunas de nuestras estimaciones de mortalidad cercana en la selva amazónica pueden no ser tan terribles como pensábamos anteriormente».

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Acerca del estudio

El estudio se titula “La fotosíntesis de la selva amazónica aumenta en respuesta a la sequedad atmosférica”.

Los autores son: JK Green 1,2; J. Baya 3; P. Ciais 2; Y. Zhang 1,4; P. Gentina 1,5

1Departamento de Ingeniería Ambiental y de la Tierra, Ingeniería de Columbia

2Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE), Gif sur Yvette, Francia

3Institución Carnegie para la Ciencia, Stanford, CA

4Departamento de Ciencias Ambientales y de la Tierra, Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley

5El Instituto de la Tierra, Universidad de Columbia

El estudio fue apoyado por NASA Earth and Space Science Fellowship (NNX16AO16).

Los autores declaran que no tienen intereses contrapuestos.

ENLACES:

Papel: https://advances.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/sciadv.abb7232

DOI: 10.1126/sciadv.abb7232

http://engineering.columbia.edu/

http://advances.sciencemag.org/

https://www.engineering.columbia.edu/faculty/pierre-gentine

https://eee.columbia.edu/

https://eesc.columbia.edu

http://ei.columbia.edu/

https://www.researchgate.net/profile/Julia_Green6

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Columbia Engineering, con sede en la ciudad de Nueva York, es una de las mejores escuelas de ingeniería de los EE. UU. y una de las más antiguas del país. También conocida como la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Fundación Fu, la Escuela amplía el conocimiento y hace avanzar la tecnología a través de la investigación pionera de sus más de 220 profesores, mientras educa a estudiantes de pregrado y posgrado en un entorno colaborativo para convertirse en líderes informados por una base firme en ingeniería. El cuerpo docente de la Escuela se encuentra en el centro de la investigación interdisciplinaria de la Universidad, contribuyendo al Instituto de Ciencias de Datos, el Instituto de la Tierra, el Instituto Zuckerman Mind Brain Behavior, la Iniciativa de Medicina de Precisión y la Iniciativa Nano de Columbia. Guiada por su visión estratégica, «Ingeniería de Columbia para la humanidad», la escuela tiene como objetivo traducir ideas en innovaciones que fomenten una humanidad sostenible, saludable, segura, conectada y creativa.

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