Ciencia y Técnica

06
Ago
2023

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Si bien la mayoría de los bosques en los Estados Unidos tienen el potencial de adaptarse a condiciones más cálidas y secas, no están cambiando lo suficientemente rápido como para evitar el estrés inminente.

Fecha: julio 10, 2023

Fuente: Universidad de California - Santa Bárbara

Resumen: 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, no una combinación ganadora para los árboles.

    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, no una combinación ganadora para los árboles.

Investigadores de UC Santa Barbara y la Universidad de Utah trataron de determinar cómo nuestros ecosistemas selváticos podrían funcionar en el futuro cercano. Los autores combinaron modelos matemáticos y datos recopilados por el Servicio Forestal de los Estados Unidos 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 la gestión.

"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 Estados Unidos continentales contenían suficiente diversidad funcional para aumentar su tolerancia a la sequía a través de cambios en la composición de las especies".

Hay algunas maneras 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 las especies a través de la selección natural, aunque el efecto será insignificante durante el próximo siglo para tales organismos longevos.

Quetin y sus coautores investigaron si los rasgos y las especies ya presentes en los bosques del país son suficientes para aclimatarse al cambio climático futuro sin una mortalidad generalizada. Gran parte de los datos provienen del programa de Inventario y Análisis Forestal, una base de datos integral administrada por el Servicio Forestal de los Estados Unidos 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 utilizaron datos de la Base de Datos de Rasgos Funcionales de Xylem, donde se compilan 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 CO2 en), respiración y crecimiento (CO2 fuera), así como el estrés de la planta. También incluyeron una técnica de optimización para observar cómo los cambios en el área foliar podrían mediar el estrés causado por las condiciones ambientales cambiantes.

"Todos los datos hasta la fecha sugieren que el área foliar es solo la mayor palanca que los árboles individuales pueden lanzar para controlar 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 hacia doseles más escasos, mientras que los bosques en climas más húmedos pueden permitirse 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 Estados Unidos continentales tienen el rasgo y la diversidad de especies para aclimatarse al cambio climático, y están empezando a hacerlo. Sin embargo, la mayoría no se estaban 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 para 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 sosteniendo 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 CO2 En la atmósfera, las plantas pueden disminuir el tamaño de estas aberturas de poros y aún 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 de compensación, 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 empezando a cambiar. Las marquesinas más dispersas se volverán más comunes a medida que la atmósfera se vuelva más seca. Es probable que Woodlands también tenga una mezcla diferente de especies de la que históricamente tuvieron. 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 bajo el cambio climático.

Las estrategias de ordenación que alienten a los bosques a adaptarse serán fundamentales. "Necesitamos pensar en estos bosques no como cosas estáticas, que deben existir tal como están 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 muertes, 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 emisión de la sociedad. La adaptación al clima no es más fácil que la mitigación del clima, señaló Quetin. Y menos cambio climático significa que se necesita menos adaptación.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por la Universidad de California - Santa Bárbara. Original escrito por Harrison Tasoff. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.

Referencia de la revista:

G. R. Quetin, L. D. L. Anderegg, I. Boving, W. R. L. Anderegg, A. T. Trugman. Las velocidades observadas de los rasgos forestales no han seguido el ritmo del estrés hidráulico del cambio climático. Biología del Cambio Global, 2023; DOI: 10.1111/gcb.16847

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Universidad de California - Santa Bárbara. "Los bosques pueden adaptarse al cambio climático, pero no lo suficientemente rápido: si bien la mayoría de los bosques en los Estados Unidos tienen el potencial de adaptarse a condiciones más cálidas y secas, no están cambiando lo suficientemente rápido como para evitar el estrés inminente". ScienceDaily. ScienceDaily, 10 de julio de 2023. <www.sciencedaily.com/releases/2023/07/230710133054.htm>.

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02
Ago
2023

 

Los sedimentos recuperados en una antigua base de EE UU por un equipo científico internacional muestran que esta región estuvo descongelada durante un periodo interglaciar, que presentaba temperaturas similares a las actuales. Aquel deshielo podría haber contribuido con al menos 1,4 metros a la subida global del nivel del mar.

En el paleoclima de la Tierra hubo periodos cálidos (los interglaciares) y otros muy fríos. Lo sabemos por los registros ambientales naturales que han ido encontrando los científicos en núcleos de hielo, en corales, en maderas de árboles y otros fósiles, o el polen y los sedimentos (láminas de polvo ambiental, lava, cenizas u otros), especialmente en regiones cercanas a los polos.

Sin embargo, los registros sedimentarios sin hielo durante los periodos interglaciares son escasos o difíciles de obtener debido a la capa de hielo actual.

Una de las zonas que da buenas pistas del clima remoto y sus transiciones es Groenlandia, una inmensa isla congelada cuya superficie de hielo se derrite a un ritmo inusual y va dejando semidescubiertas las huellas de diferentes épocas. En esta isla situada entre el océano Atlántico y el océano Glacial Ártico, durante la Guerra Fría se construyó una base secreta estadounidense, en forma de túnel bajo el hielo, llamada Camp Century. Y cuando dejó de utilizarse con fines bélicos, los glaciólogos aprovecharon muestras antiguas de hielo y lodo de las perforaciones para estudiarlas.

Ahora, esos sedimentos recuperados de la base del núcleo de hielo de Camp Century muestran que el noroeste de Groenlandia estuvo libre de hielo durante un período de la historia conocido por haber tenido los volúmenes de hielo más bajos de la historia: el llamado periodo interglaciar isotópico marino (MIS) 11, que ocurrió hace unos 400.000 años. Se trata de un periodo específico en el que la temperatura media de la atmósfera era similar a la que experimentaremos pronto, dado el actual calentamiento de la Tierra, según apunta un estudio liderado por un equipo científico de la Universidad de Vermont (EE UU), publicado en Science .

El trabajo indica que la ausencia de hielo en esa región, en algún momento del Pleistoceno, significaría que aquel deshielo podría haber contribuido a elevar en más de 1,4 metros el nivel global del mar durante el interglaciar, que ya era entre 6 y 13 metros más alto que el actual.

Para llegar a esta conclusión, Andrew Christ —geomorfólogo glacial de la Universidad de Vermont— y sus colegas analizaron los sedimentos mediante técnicas de datación por luminiscencia y de núclidos cosmogénicos, y descubrieron que estos fueron depositados por agua que fluía en un entorno de tundra sin hielo durante el período interglaciar MIS 11.

“Si el calentamiento moderado durante los aproximadamente 29.000 años del MIS 11 provocó una importante pérdida de hielo en Groenlandia, entonces un rápido y prolongado calentamiento antropogénico del Ártico podría elevar el nivel del mar y desencadenar retroalimentaciones en los próximos siglos”, explica Christ.

Láminas heladas que se deslizan hacia el mar

Las condiciones climáticas de los interglaciares pasados, periodos de la historia climática del planeta caracterizados por temperaturas más cálidas y una menor cobertura de hielo, nos dan la oportunidad de comprender mejor cómo responderá la criosfera al calentamiento del clima y cómo el fenómeno contribuirá a la subida del nivel de los océanos.

La criosfera —que incluye la nieve, el hielo marino, el hielo de lagos y ríos, los icebergs, los glaciares y casquetes de hielo, los mantos y plataformas de hielo o el permafrost— forma parte ineludible del sistema climático de la Tierra. De ahí el valor de averiguar con precisión cómo ocurrió la deglaciación de Groenlandia y qué podría haber sucedido cuando esas láminas heladas se fueron fundiendo y escurriendo hacia el mar, durante el período interglaciar MIS 11.

En declaraciones a SINC, el geólogo Paul R. Bierman, uno de los autores principales del estudio, explica que para hacer los cálculos de esas equivalencias se tomó como base el volumen de la capa de hielo de Groenlandia, que “es bien conocido”. Con la modelización de esa capa, ellos estudiaron “cómo los cambios climáticos provocan el derretimiento y la cantidad de agua” que este libera.

Para cada resultado del modelo, Benjamin Keisling —de la Universidad de Texas en Austin y del Observatorio Lamont Doherty de la Universidad de Columbia— estimó “el volumen de agua que salió de Groenlandia y fluyó hacia el océano global”, según describe Bierman. Para que la zona de Camp Century no estuviese congelada, tiene que haberse derretido un hielo equivalente “al menos a 1,4 metros de aumento del nivel del mar”, añade.

Temperaturas similares

Consultado acerca de cuáles serían las temperaturas del periodo estudiado a escala mundial y si podrían correlacionarse con las actuales, Bierman responde: “Las temperaturas durante el MIS 11 eran probablemente un grado centígrado o quizás 1,5 º C más altas que las actuales, por lo que se encuentran dentro del rango de las que tendrá nuestro planeta en la próxima década, si no antes, considerando el calentamiento actual”.

A juicio del investigador de Vermont, su trabajo “implica que la capa de hielo de Groenlandia se derritió sustancialmente en un clima no mucho más cálido que el actual e incrementó el nivel del mar”. Así, “mientras continuemos emitiendo gases de efecto invernadero a la atmósfera, seguiremos empujando a la capa de hielo de Groenlandia a derretirse en el futuro y a elevar el nivel de los océanos, lo que tendrá efectos devastadores para la civilización humana”, concluye Bierman.

Referencia:

Christ, A. et al. "Deglaciation of northwestern Greenland during Marine Isotope Stage 11". Science (2023)

SCINC

07
Jul
2023

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Un estudio global revela un intrincado equilibrio entre la defensa de las semillas y la dispersión por los árboles forestales

Fecha: junio 29, 2023

Fuente: Estado de Pensilvania

Resumen:

Un nuevo estudio que incluyó millones de observaciones de años arbóreos en todo el mundo documenta y analiza por primera vez el intrincado equilibrio entre la defensa de las semillas y la dispersión por los árboles forestales a escala global.

HISTORIA COMPLETA

En todo el mundo, los bosques se enfrentan a desafíos sin precedentes. Están lidiando con incendios forestales, enfermedades, sequías y deforestación. La supervivencia de estos grandes bosques depende de su capacidad para volver a crecer, y para muchos árboles, un proceso llamado "masting" es clave para esta regeneración.

Masting, el ciclo impredecible de auge y caída de la producción de semillas, puede tener profundas consecuencias para las poblaciones de plantas y las redes alimentarias que se construyen sobre sus semillas. Pero la compleja relación entre los ciclos de producción de semillas y los consumidores y dispersores de semillas ha sido poco conocida.

Un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de científicos que incluyó millones de observaciones de años arbóreos en todo el mundo, publicado hoy (29 de julio) en Nature Plants, por primera vez documenta y analiza el intrincado equilibrio entre la defensa de las semillas y la dispersión por los árboles forestales a escala global.

Las semillas, las frutas y los frutos secos (con un alto contenido de carbohidratos, grasas y proteínas) se encuentran entre los alimentos vegetales de mayor calidad de la naturaleza, anotó el autor líder del estudio, Tong Qiu, profesor asistente del Colegio de Ciencias Agrícolas de Penn State. Cuando hay muchas semillas, los consumidores de semillas como pájaros, ardillas e insectos tienen una fiesta. Sus poblaciones crecen porque hay suficiente comida para comer y alimentar a sus crías. Pero en los años posteriores a un mástil, cuando la producción de semillas es baja, estos animales podrían tener dificultades para encontrar suficiente comida, y esto podría conducir a una caída en sus poblaciones.

"Al mismo tiempo, algunas semillas que no se comen durante el año del mástil podrían germinar y convertirse en nuevos árboles, y esto puede conducir a un aumento en el número de árboles, afectando el crecimiento general del bosque y el hábitat de otras criaturas", dijo Qiu. "Comprender los patrones de masting puede guiar a los administradores forestales en sus esfuerzos de conservación. Durante los años de escasez de producción de semillas, los conservacionistas pueden optar por plantar semillas manualmente o implementar medidas para proteger a las poblaciones de animales en dificultades".

Los cultivos de semillas erráticos pueden ayudar a los árboles a confundir a sus depredadores de semillas, pero Qiu y sus colegas se preguntaron qué hacen con los dispersores de semillas que los árboles pueden necesitar para asegurar una germinación exitosa. Si la producción de semillas poco confiable que frustra a los "enemigos" de un árbol tiene los mismos impactos negativos en sus amigos dispersores, plantearon la hipótesis, entonces tal vez las especies de árboles que dependen más de las especies dispersoras animales deben renunciar a esta opción defensiva.

"Cuando los árboles tienen grandes oscilaciones en la producción de semillas, toman mucho tiempo entre los años de semillas altas y todos producen muchas semillas al mismo tiempo, los depredadores pueden verse abrumados", dijo Qiu. "Esta estrategia de producción de semillas potencialmente obstaculiza la capacidad de los consumidores de semillas para mitigar los efectos de las fluctuaciones interanuales mediante el forrajeo entre varios árboles huéspedes. Nuestra investigación reveló que el mástil se basa en tres aspectos críticos que afectan tanto a los amigos como a los enemigos de los árboles, los dispersores de semillas y los depredadores de semillas".

En el documento, los investigadores introducen tres elementos de mástil basados en 12 millones de observaciones de años arbóreos en todo el mundo. El primero es la volatilidad, que refleja la cantidad de semillas que fluctúan año tras año. El segundo es la periodicidad, que se refiere al intervalo de tiempo entre los años de alta producción de semillas. En tercer lugar está la sincronicidad, que representa una tendencia común en la que muchos árboles producen grandes cultivos de semillas en los mismos años.

Pero hay un problema con esta explicación para el masting, señaló el autor principal del estudio, James Clark, profesor distinguido de Ciencias Ambientales en la Universidad de Duke, quien ha construido la red Mast Inference and Forecasting, más conocida como MASTIF.

Las mismas especies de árboles que atraen a los depredadores de semillas también pueden depender de mamíferos y aves para dispersar sus semillas, sugirió. Estos amigos son tan valiosos que muchas especies de árboles empacan sus frutos y nueces con recursos adicionales y los anuncian con exhibiciones coloridas, todo para atraer a sus importantes dispersores mutualistas.

En el documento, los investigadores evaluaron si la producción de semillas poco confiable que frustra a los enemigos de un árbol tenía los mismos impactos negativos en sus amigos dispersores. Si el mástil protege eficazmente contra los enemigos, y lo hace, confirmaron, entonces tal vez las especies de árboles que dependen más de las especies dispersoras de animales deben renunciar a esta opción defensiva.

"Un análisis de la producción de semillas en cientos de especies de árboles en los cinco continentes muestra este beneficio mixto del masting: las especies de árboles que dependen más de los dispersores de animales son las que evitan el masting", dijo Clark. "En los bosques templados de América del Norte y Eurasia, los robles y los abetos son especies de mástil prolíficas. Los pinos y abetos también mástil, pero en menor grado. Nogales y nueces aún menos. La castaña y los frutos carnosos de la goma negra, el acebo, el hack y la baya de azúcar, el caqui, el enebro, el tejo y la papaya, casi nada, son recursos confiables ".

Los abetos, pinos y abetos caen presa de aves y muchos roedores en el dosel y también cuando llegan al suelo del bosque, agregó Clark. En el árbol, las coníferas pueden defender sus semillas en conos leñosos recubiertos de resina, muchos de los cuales están armados con espinas. Una vez en el suelo del bosque, las semillas expuestas son rápidamente agotadas por los roedores. Con pocos dispersores mutualistas, son los principales candidatos para el masting.

Los nutrientes y el gradiente climático también juegan un papel en el masting, reportaron los investigadores. Las especies que requieren muchos nutrientes tienden a tener cambios bajos año a año en la producción de semillas, mientras que las que a menudo se encuentran en áreas ricas en nutrientes, cálidas y húmedas muestran intervalos de tiempo más cortos entre los años de alta producción de semillas. Mientras tanto, el mástil es más común en lugares fríos y secos.

"Curiosamente, esto sucede en áreas donde las condiciones climáticas significan que hay menos necesidad de que los animales propaguen semillas, a diferencia de los trópicos húmedos y cálidos, donde la ayuda de los animales es más común", dijo Qiu. "Esta fascinante interacción nos recuerda que nuestros diversos bosques son el resultado de innumerables factores que trabajan juntos en armonía, adaptándose a sus circunstancias únicas para prosperar".

En el extremo opuesto, las frutas ricas y coloridas evitan las fluctuaciones silvestres: los árboles que las producen dependen de sus dispersores animales, dijo Clark. Aunque todavía hay mucha variación de un año a otro, porque una fruta grande y costosa es sensible al estrés por humedad.

"Una buena sequía de dos semanas a mediados del verano hará que muchos árboles abandonen gran parte de su cosecha de frutas, el aborto temprano", dijo. "Esto incluye no solo frutas carnosas como el caqui, el almez (incluido el árbol de ortiga en Europa) y la goma negra. Las bellotas y las nueces de nogal también tienen un alto contenido de humedad; Ellos también abortarán muchas semillas parcialmente desarrolladas para recortar la demanda de recursos. Aún así, una serie de años con condiciones climáticas adecuadas pueden ver cultivos confiables en muchas de estas especies, una tras otra".

Investigadores de 70 instituciones contribuyeron al artículo de Nature Plants. La financiación principal provino de la Fundación Nacional de Ciencias, el Foro Belmont, la NASA y la iniciativa Programme d'Investissement d'Avenir (Make Our Planet Great Again) de Francia.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Penn State.

Referencia de la revista:

Tong Qiu, Marie-Claire Aravena, Davide Ascoli, Yves Bergeron, Michal Bogdziewicz, Thomas Boivin, Raul Bonal, Thomas Caignard, Maxime Cailleret, Rafael Calama, Sergio Donoso Calderon, J. Julio Camarero, Chia-Hao Chang-Yang, Jerome Chave, Francesco Chianucci, Benoit Courbaud, Andrea Cutini, Adrian J. Das, Nicolas Delpierre, Sylvain Delzon, Michael Dietze, Laurent Dormont, Josep Maria Espelta, Timothy J. Fahey, William Farfan-Rios, Jerry F. Franklin, Catherine A. Gehring, Gregory S. Gilbert, Georg Gratzer, Cathryn H. Greenberg, Arthur Guignabert, Qinfeng Guo, Andrew Hacket-Pain, Arndt Hampe, Qingmin Han, Jan Holik, Kazuhiko Hoshizaki, Ines Ibanez, Jill F. Johnstone, Valentin Journé, Thomas Kitzberger, Johannes M. H. Knops, Georges Kunstler, Hiroko Kurokawa, Jonathan G. A. Lageard, Jalene M. LaMontagne, Francois Lefevre, Theodor Leininger, Jean-Marc Limousin, James A. Lutz, Diana Macias, Anders Marell, Eliot J. B. McIntire, Christopher M. Moore, Emily Moran, Renzo Motta, Jonathan A. Myers, Thomas A. Nagel, Shoji Naoe, Mahoko Noguchi, Michio Oguro, Robert Parmenter, Ian S. Pearse, Ignacio M. Perez-Ramos, Lukasz Piechnik, Tomasz Podgorski, John Poulsen, Miranda D. Redmond, Chantal D. Reid, Kyle C. Rodman, Francisco Rodriguez-Sanchez, Pavel Samonil, Javier D. Sanguinetti, C. Lane Scher, Barbara Seget, Shubhi Sharma, Mitsue Shibata, Miles Silman, Michael A. Steele, Nathan L. Stephenson, Jacob N. Straub, Samantha Sutton, Jennifer J. Swenson, Margaret Swift, Peter A. Thomas, Maria Uriarte, Giorgio Vacchiano, Amy V. Whipple, Thomas G. Whitham, Andreas P. Wion, S. Joseph Wright, Kai Zhu, Jess K. Zimmerman, Magdalena Zywiec, James S. Clark. El masting es poco común en los árboles que dependen de dispersores mutualistas en el contexto del clima global y los gradientes de fertilidad. Plantas de la naturaleza, 2023; DOI: 10.1038/s41477-023-01446-5

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Estado de Pensilvania. "Una historia de supervivencia de semillas: cómo los árboles mantienen a los 'amigos' cerca y a los 'enemigos' adivinando: un estudio global descubre un intrincado equilibrio entre la defensa de las semillas y la dispersión por los árboles del bosque". ScienceDaily. ScienceDaily, 29 de junio de 2023. <www.sciencedaily.com/releases/2023/06/230629125706.htm>.

01
Ago
2023

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Un experimento de trasplante de suelo ofrece nuevos conocimientos sobre la resiliencia de los bosques costeros frente al aumento del nivel del mar y el aumento de las tormentas

Fecha: julio 18, 2023

Fuente: DOE/Departamento de Energía de los Estados Unidos

Resumen:

Los bosques costeros están cada vez más expuestos a los efectos del cambio climático y el aumento del nivel del mar. Una nueva investigación experimental examinó cómo cambian los suelos cuando se trasplantan entre partes de un arroyo de marea que diferían en salinidad. Los científicos descubrieron que los suelos con un historial de salinidad e inundación por agua de mar eran más resistentes a los cambios en las condiciones del agua, lo que sugiere que los suelos aprenden de su historia de inundación.

HISTORIA COMPLETA

Los bosques costeros están cada vez más expuestos a los efectos del cambio climático y el aumento del nivel del mar. Sin embargo, los científicos tienen una comprensión incompleta de lo que esto significa para la estabilidad del suelo. Este experimento examinó cómo el suelo podría cambiar cuando se trasplanta entre partes de un arroyo de marea que difería en salinidad. Los científicos descubrieron que los suelos con antecedentes de salinidad e inundación por agua de mar eran más resistentes a los cambios en las propiedades y el movimiento del agua. Esto sugiere que los suelos ya habían "aprendido" cómo adaptarse a los cambios ambientales. Los investigadores sugieren que las diferencias en la resiliencia del ciclo del carbono de los suelos varían según los paisajes. Esta variación probablemente se deba a la composición de los suelos, la química, otras características y el legado de la exposición previa a la perturbación.

La investigación sobre el cambio costero se ha centrado tradicionalmente en los entornos más cercanos al océano, como las islas de barrera, los humedales intermareales y los ecosistemas submareales. Estos estudios han tenido resultados contradictorios. En consecuencia, los investigadores saben poco sobre la sensibilidad del carbono del suelo forestal costero a los cambios futuros en las condiciones climáticas. Los resultados de este estudio sugieren que los legados de perturbación dan forma a las respuestas del suelo de los bosques costeros a la salinidad cambiante y la inundación por el aumento del nivel del mar y las tormentas. En el contexto del cambio climático en curso, este tipo de experimento de trasplante manipulativo proporciona un vínculo inferencial crucial entre los experimentos puramente observacionales, los esfuerzos de síntesis de datos y las manipulaciones de ecosistemas a gran escala.

Los investigadores utilizaron un gradiente natural de salinidad en un arroyo de marea en el este de Maryland para examinar cómo la respiración y la química del suelo pueden cambiar bajo nuevos regímenes de salinidad y perturbación de inundaciones. El equipo incluyó el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico, el Instituto Conjunto de Investigación del Cambio Global del laboratorio y el Centro de Investigación Ambiental Smithsonian. Los investigadores trasplantaron monolitos de suelo entre parcelas que varían en la exposición al agua de mar y la elevación sobre el arroyo y monitorearon los suelos durante dos años. La respuesta de la respiración del suelo, el flujo de dióxido de carbono del suelo a la atmósfera, dependía de los legados de salinidad e inundación asociados con cada ubicación del estudio. La respiración no cambió (es decir, alta resistencia) bajo nuevas condiciones de humedad en suelos de tierras bajas con antecedentes de exposición al agua de mar. Por el contrario, la respiración disminuyó (es decir, baja resistencia) en suelos de tierras altas que tuvieron poca exposición pasada al agua de mar o inundación disminuyó (es decir, baja resistencia) y permaneció suprimida (es decir, baja resiliencia) cuando esos suelos estuvieron expuestos a condiciones salinas más húmedas.

Además, el trasplante resultó en mayores cambios en la química del suelo de tierras altas en relación con la observada en los suelos de tierras bajas. En conjunto, estos resultados sugieren que los legados de perturbación dan forma a las respuestas del suelo de los bosques costeros a los regímenes cambiantes de salinidad y perturbación de inundaciones. Sin embargo, comprender completamente la dependencia de las respuestas del sistema en los legados de perturbación requiere estudios futuros a través de una variedad de sistemas y escalas espaciales y temporales.

Esta investigación se inició a través de la Iniciativa PREMIS, un programa de Investigación y Desarrollo Dirigido por Laboratorio en el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico, y se completó a través del Proyecto COMPASS-FME. COMPASS-FME es un proyecto multiinstitucional apoyado por la Oficina de Ciencia, Investigación Biológica y Ambiental del Departamento de Energía como parte del programa de Ciencia del Sistema Ambiental. Esta investigación también fue apoyada por el Centro de Investigación Ambiental Smithsonian.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por el DOE/Departamento de Energía de los Estados Unidos. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.

Referencia de la revista:

A.M. Hopple, S.C. Pennington, J.P. Megonigal, V. Bailey, B. Bond-Lamberty. Los legados de perturbación regulan la estabilidad del suelo de los bosques costeros para cambiar la salinidad y la inundación: un experimento de trasplante de suelo. Biología y Bioquímica del Suelo, 2022; 169: 108675 DOI: 10.1016/j.soilbio.2022.108675

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DOE/Departamento de Energía de los Estados Unidos. "El legado de las perturbaciones pasadas da forma a la estabilidad del suelo de los bosques costeros: un experimento de trasplante de suelo ofrece nuevos conocimientos sobre la resiliencia de los bosques costeros frente al aumento del nivel del mar y el aumento de las tormentas". ScienceDaily. ScienceDaily, 18 de julio de 2023. <www.sciencedaily.com/releases/2023/07/230718164239.htm>.

 

07
Jul
2023

Science Daily thumb

Fecha: junio 26, 2023

Fuente:

Instituto de Potsdam para la Investigación del Impacto Climático (PIK)

Resumen:

Se espera que la demanda de biocombustibles modernos crezca sustancialmente para mitigar las emisiones climáticas. Sin embargo, están lejos de ser una alternativa climáticamente neutra a la gasolina y el diesel. Un nuevo estudio muestra que, según las regulaciones actuales de uso de la tierra, los factores de emisión de CO2 para los biocombustibles podrían incluso exceder los de la combustión de diesel fósil debido a la limpieza de tierras a gran escala relacionada con el cultivo de biomasa. Antes de que la bioenergía pueda contribuir efectivamente a lograr la neutralidad de carbono, los acuerdos internacionales deben garantizar la protección efectiva de los bosques y otras tierras naturales mediante la introducción de precios del carbono, argumenta el equipo de expertos.

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HISTORIA COMPLETA

Se espera que la demanda de biocombustibles modernos crezca sustancialmente para mitigar las emisiones climáticas. Sin embargo, están lejos de ser una alternativa climáticamente neutra a la gasolina y el diesel. Un nuevo estudio en Nature Climate Change muestra que bajo las regulaciones actuales de uso de la tierra, CO2 Los factores de emisión para los biocombustibles podrían incluso exceder los de la combustión de diesel fósil debido a la limpieza de tierras a gran escala relacionada con el crecimiento de la biomasa. Antes de que la bioenergía pueda contribuir efectivamente a lograr la neutralidad de carbono, los acuerdos internacionales deben garantizar la protección efectiva de los bosques y otras tierras naturales mediante la introducción de precios del carbono, argumenta el equipo de expertos del Instituto Potsdam para la Investigación del Impacto Climático (PIK).

"Nuestros resultados muestran: el estado de la regulación global actual de la tierra es inadecuado para controlar las emisiones de cambio de uso de la tierra de los biocombustibles modernos", explica el autor principal Leon Merfort. Si el cultivo de gramíneas bioenergéticas no se limita estrictamente a tierras marginales o abandonadas, la producción de alimentos podría cambiar y el uso de la tierra agrícola se expandiría a tierras naturales. Esto causaría emisiones sustanciales de dióxido de carbono debido a la tala de bosques en regiones con una regulación de la tierra débil o nula". Estos efectos indirectos del uso de la bioenergía son un desafío para los responsables políticos, ya que los mercados de alimentos y bioenergía están conectados globalmente pero están fuera del control de las políticas nacionales individuales. Trágicamente, la brecha regulatoria en el sector del uso de la tierra mantendría el suministro de bioenergía barato, al tiempo que empujaría al sector energético a eliminar gradualmente los combustibles fósiles aún más rápido para compensar las emisiones adicionales del cambio en el uso de la tierra. Esta espiral a su vez aumenta la demanda de bioenergía.

Para investigar las implicaciones de las emisiones de cambio de uso de la tierra inducidas por la bioenergía bajo políticas sectorialmente fragmentadas, los investigadores combinaron modelos de energía y sistemas de tierra para derivar vías de transformación alternativas consistentes con la limitación del calentamiento global a muy por debajo de 2 ° C. Estas vías incluyen diferentes supuestos sobre el uso de la tierra y las políticas energéticas, ya que tienen una gran influencia en el CO.2 Las emisiones del uso de la tierra cambian y también afectan la cantidad de bioenergía utilizada para satisfacer la demanda mundial de energía. Al comparar estos escenarios con un escenario contrafactual correspondiente sin producción de bioenergía y, por lo tanto, menores emisiones de cambio de uso de la tierra, los investigadores pudieron derivar factores de emisión, que atribuyen CO2 emisiones del cambio de uso de la tierra a la producción de bioenergía a la luz de diferentes marcos políticos.

Poner precio a las emisiones derivadas del cambio de uso de la tierra para lograr la neutralidad climática

"Encontramos que sin una regulación adicional del uso de la tierra, el desmonte relacionado con la producción de biocombustibles modernos da como resultado CO2 factores de emisión, promediados durante un período de 30 años, que son más altos que los de la quema de diesel fósil", dice el coautor Florian Humpenöder. Estos resultados subrayan la necesidad de un cambio de paradigma en la política de uso de la tierra. "Nuestros resultados muestran que un esquema global de protección de la tierra o fijación de precios del carbono evitaría un alto nivel de CO.2 emisiones derivadas del cambio de uso de la tierra relacionadas con la producción de biomasa moderna".

"La eliminación gradual de los combustibles fósiles generará demandas de bioenergía por valor de cientos de miles de millones de dólares para mediados de siglo", destaca el coautor Nico Bauer. "El sector agrícola intentará aprovechar estas nuevas oportunidades, pero la expansión potencial en áreas de alto rendimiento a menudo coincide con un alto CO inicial.2 emisiones derivadas de la conversión de tierras. Solo reducir la demanda de bioenergía no resolverá este problema. Sorprendentemente, también encontramos que la protección del 90% de todas las áreas forestales mundiales no es suficiente porque el 10% restante seguiría siendo una laguna demasiado grande".

Crucial no es el nivel de precios en sí, sino la exhaustividad para cubrir cerca del 100% de todos los bosques y otras tierras naturales, según el equipo de investigación. Fijar el precio de todas las emisiones derivadas del cambio de uso de la tierra con solo el 20% del CO2 El precio en el sistema energético es más efectivo que un esquema de protección que cubre el 90% de todos los bosques a nivel mundial. La protección del carbono almacenado en los bosques existentes debe ocupar un lugar destacado en la agenda política internacional a medida que avanza la eliminación gradual de los combustibles fósiles y las regulaciones en el sector del uso de la tierra se quedan atrás, enfatiza Bauer: "Nuestros resultados muestran que la bioenergía se puede producir con emisiones limitadas bajo regulaciones efectivas de uso de la tierra. Sin embargo, si la brecha regulatoria permanece abierta, la bioenergía no será parte de la solución para mitigar el cambio climático, sino parte del problema".

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por el Instituto Potsdam para la Investigación del Impacto Climático (PIK). Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.

Referencia de la revista:

Leon Merfort, Nico Bauer, Florian Humpenöder, David Klein, Jessica Strefler, Alexander Popp, Gunnar Luderer, Elmar Kriegler. Emisiones de cambio de uso de la tierra inducidas por la bioenergía con políticas sectorialmente fragmentadas. Nature Climate Change, 2023; DOI: 10.1038/s41558-023-01697-2

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Instituto de Potsdam para la Investigación del Impacto Climático (PIK). "¿Peor que el diesel y la gasolina? La bioenergía es tan mala como los fósiles si no hay un precio de las emisiones de CO2 del cambio en el uso de la tierra, argumentan los expertos. ScienceDaily. ScienceDaily, 26 de junio de 2023. <www.sciencedaily.com/releases/2023/06/230626164226.htm>.

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