Una revisión bibliográfica publicada en New Phytologist concluye que los árboles más altos son capaces de superar las sequías (al menos las de corta duración) gracias a una serie de adaptaciones que desarrollan a medida que ganan altura. El estudio, liderado por Laura Fernández de Uña, investigadora postdoctoral en CREAF gracias a una beca Marie Curie que ha contado con la participación de la Universidad Autònoma de Barcelona (UAB), concluye que mientras los árboles crecen, van haciendo reajustes estructurales y funcionales que minimizan la formación de embolias en su sistema circulatorio y el riesgo de muerte por inanición, las dos complicaciones más usuales que viven los árboles en períodos de sequía.

La evidencia científica demuestra que, con la altura, los árboles van mejorando su eficiencia en el uso del agua. Por ejemplo, cuando hay sequía son más ágiles a la hora de movilizar agua desde las reservas del tronco hasta el sistema circulatorio (conocido como xilema). Asimismo, a mayor altura el tronco fabrica más tejido dedicado a almacenar agua y guarda más reservas de alimento, asimismo, desarrolla unas raíces más profundas y capaces de extraer agua de las partes más profundas del suelo. Estas adaptaciones son claves para soportar la falta de agua y potencialmente los hacen más resistentes a los episodios de sequía que los árboles más bajos.

“En este estudio no hemos comparado diferencias entre especies más o menos altas, sino que nos hemos centrado en cómo los árboles, dentro de cada especie, adaptan su estructura y funcionamiento a medida que ganan altura y en el potencial efecto de la altura en el sufrimiento frente a sequías”

El estudio de revisión ha evaluado más de 125 estudios (de los cuales más de 90 evaluaban árboles de distintas alturas), la mayoría en bosques templados debido a la falta de datos en otros tipos de ecosistemas, y más de 25 rasgos estructurales y funcionales

La sequía mata de sed o de hambre

En episodios de sequía, si vemos árboles con hojas marrones, o que se les caen las hojas, puede deberse a varios motivos. ‘Por un lado, puede que el agua no esté llegando a las ramas más altas, esto puede provocar fallos hidráulicos en su sistema circulatorio debido a las embolias’. Las embolias se producen cuando el calor es muy fuerte y las hojas deben evapotranspirar mucha agua desde las raíces y hasta las hojas, pero el suelo está seco o no hay suficiente agua. Esta situación aumenta la presión dentro del sistema circulatorio y se pueden llegar a provocar embolias si entra aire en los conductos, similar a lo que ocurre con los humanos. Las embolias se consideran fallos hidráulicos y pueden llevar a la muerte del árbol.

Por otro, el árbol puede sufrir hambre, “el calor también hace pasar hambre a los árboles porque, cuando aumenta la temperatura, las hojas cierran sus estomas para no perder agua con la evapotransipiración y la fotosíntesis se detiene. De hecho, igual que acumulan más agua, los árboles grandes tienden a tener mayores reservas de carbono en sus tejidos, que pueden utilizar durante esos periodos en los que no realizan fotosíntesis comenta Maurizio Mencuccini, co-autor del estudio, investigador ICREA en el CREAF, “las estomas son los agujeros que tienen las hojas para intercambiar gases durante la fotosíntesis, si el árbol cierra estomas detiene la fotosíntesis y el árbol se para de alimentar”, concluye.

Los árboles gigantes son muy importantes

Los árboles más altos son piezas clave de los bosques. Proveen comida, sombra y son refugio de especias forestales. Además, acumulan mucho carbono y son capaces de redistribuir los nutrientes y de modular gran parte del ciclo del agua del bosque, porque recogen mucha agua de lluvia por sus raíces y la evapotraspiran a grandes cantidades.

ARTÍCULO DE REFERENCIA

Fernández de Uña L., Martínez-Vilalta J., Poyatos R., Mencuccini M., McDowell N.G. The role of height-driven constraints and compensations on tree vulnerability to drought. New Phytologist. https://doi.org/10.1111/nph.19130.

Anna Ramon

CREAF

CREAF

22 Agosto 2023

El último estudio del proyecto ONEForest, en el que participa Cesefor, tiene como objetivo evaluar el efecto de la gestión forestal en las especies fúngicas del suelo y sus abundancias relativas en bosques mediterráneos de pino salgareño (Pinus nigra). Esta investigación, realizada por CESEFOR y CTFC, tiene un valor inmenso para comprender el impacto potencial de las prácticas de gestión forestal en la biodiversidad de los hongos del suelo, incluidos los hongos comestibles y los hongos micorrícicos cruciales para el equilibrio hídrico del bosque.

En colaboración, CESEFOR y CTFC han muestreado diligentemente dos parcelas en Soria y nueve parcelas en Cataluña, como parte del caso de estudio de la Región Mediterránea. Cada parcela ha sido emparejada cuidadosamente, consistiendo en una parcela de muestreo y una parcela de control. Este enfoque nos permite comparar los efectos de la gestión forestal en las comunidades fúngicas del suelo.

Para garantizar un análisis preciso, se recolectaron muestras de suelo cuidadosamente y se enviaron refrigeradas en un plazo de 24 horas a INBIOTEC-CESEFOR en León. A su llegada, las muestras se sometieron a tamizado, homogeneización y división en alícuotas para la extracción de ADN. Estas muestras de ADN serán luego enviadas a una empresa externa especializada en secuenciación de metagenómica. Se realizarán análisis bioinformáticos de los datos para identificar las especies fúngicas presentes y determinar sus abundancias relativas.

Este estudio exhaustivo tiene una gran promesa para arrojar luz sobre la intrincada relación entre la gestión forestal y la biodiversidad fúngica del suelo. Al obtener información sobre cómo nuestras prácticas de gestión impactan estos componentes ecológicos esenciales. De esta manera, podemos tomar decisiones informadas que promuevan tanto la silvicultura sostenible como la preservación de las comunidades fúngicas del suelo.

Fuente: Proyecto One Forest

CESEFOR

06 Agosto 2023

A mediados de los años 2000, concretamente en septiembre de 2005, unos excursionistas que se habían perdido hicieron una fogata, en un intento de llamar la atención de los medios de salvamento. Como resultado de tal imprudencia, el fuego se descontroló, generando un incendio que consumió casi 3.500 hectáreas del paraje del Tello, ubicado en Lanjarón, en pleno Parque de Sierra Nevada, afectando a más de 400 ha de bosque dominado por encinas, Quercus ilex L.

La evolución de los incendios forestales en España es dramática y hay que tener en cuenta que se ha pasado de 1.871 incendios en la década de 1960 a unos 13.000 en el periodo de 2006 a 2015.

Una consecuencia de los incendios forestales no observable a simple vista, pero que pone de manifiesto el estado del suelo y su capacidad para la futura recuperación tras un fuego es la variación de las comunidades microbianas en la rizosfera, zona del suelo cercana a las raíces, donde se desarrolla la vida microbiana, según la nota que distribuye CSIC.

Esta zona, aunque con un reducido tamaño, de entre tres y cinco centímetros, es de gran importancia dada la cantidad de procesos que tienen lugar en esta pequeña porción de subsuelo entre la superficie del suelo y las raíces de las plantas . De ahí el interés por explorar esta porción del terreno.

Reducción de la diversidad

Puesto que el número de incendios ha seguido una proyección creciente, el conocimiento del estado de las comunidades microbianas que se encuentran en las zonas vegetales afectadas por este tipo de catástrofes, se ha convertido en un tema de gran interés de estudio. El examen se hace tanto a corto plazo, un año después del incendio, como a medio plazo, entre los tres y seis años posteriores.

Un efecto de las llamas es la reducción de la diversidad de las comunidades microbianas, así como una alteración de su composición. También hay cambios evidentes en la funcionalidad de la comunidad.

Los investigadores destacan que estas comunidades microbianas del suelo desempeñan un papel fundamental en los procesos biogeoquímicos de los ecosistemas, como los ciclos del carbono (C) y el nitrógeno (N), encargándose de descomponer la materia orgánica, liberar nutrientes y facilitar su absorción por las plantas. Y, como resultado de los incendios forestales, estas se alteran significativamente.

En función de la gravedad de un incendio, teniendo en cuenta su intensidad y duración, el alcance de estos cambios puede ser mayor o menor. Por lo tanto, tal y como manifiesta Antonio Fernández, de la Estación Experimental del Zaidín y perteneciente al proyecto SUMHAL, “el estudio de las conexiones entre los incendios forestales y las características de las comunidades afectadas nos proporciona una base para comprender las consecuencias del fuego en la dinámica de los ecosistemas”.

Evolución de microorganismos tras el fuego

Es conocido que en los periodos posteriores a los incendios existe una proliferación de aquellos microorganismos que presentan rasgos pirofílicos. Por consiguiente, a corto o medio plazo, la comunidad microbiana muestra una mayor resistencia a las condiciones posteriores al incendio.

En este evento concreto del incendio de Lanjarón, según explica Fernández, “se tomaron muestras del suelo estrechamente adherido a las raíces secundarias y metabólicamente activas (rizosfera) de encinas en una zona no afectada por el incendio, pero muy próxima al mismo, así como de suelos rizosféricos de encinas quemadas y que sobrevivieron y rebrotaron tras este incendio”.

Hoy son poco frecuentes los estudios a largo plazo de los efectos generados por los incendios en la rizosfera. Por este motivo, según los expertos, resulta fundamental encarar investigaciones a largo plazo (en lapsos próximos o superiores a una década) que permitan una comprensión más completa de las modificaciones que han sufrido las comunidades microbianas de la rizosfera de estos entornos afectados por incendios.

Bacterias que prosperan

El estudio de la bacteria Arthrobacter, en particular, ha sido de gran importancia, puesto que es un bioindicador microbiano del suelo quemado con propiedades beneficiosas para las plantas. La forma en que los bioindicadores como Arthrobacter, Blastococcus y Massilia evolucionan a largo plazo está poco explorada, por lo que en este trabajo concreto se ha realizado un estudio longitudinal, es decir, siguiendo la evolución de la microbiota en comunidades del mismo fuego y los mismos árboles individuales.

No se puede obviar que los efectos de las llamas sobre la diversidad microbiana pueden variar en función de factores tan diferentes como la gravedad del incendio y el tipo de ecosistema afectado.

Cabe señalar que la recuperación de la estructura y composición de una comunidad procariota lleva su tiempo; incluso después de 9 años, todavía existen diferencias perceptibles entre las zonas quemadas y las no quemadas.

En efecto, los incendios forestales provocan alteraciones significativas en las comunidades microbianas del suelo, aunque hay ciertos grupos de bacterias que prosperan en ambientes afectados por incendios debido a sus características adaptativas únicas.

En esta situación se encuentran los microbios pirófilos, caracterizados por la resistencia al calor, la afinidad por la mineralización del nitrógeno y la degradación de los hidrocarburos aromáticos, que demuestran su capacidad para sobrevivir y dominar los espacios afectados por los incendios a posteriori.

“En definitiva, la persistencia de alteraciones en la composición de la comunidad microbiana, la biomasa y el pH sugieren que es necesario un seguimiento a largo plazo (más de una década) para conseguir observar la recuperación completa de los ecosistemas afectados por los incendios”, señala el autor principal.

Fuente: Agencias SINC

CESEFOR

CESEFOR

08 Agosto 2023

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>.

Science Daily

06 Agosto 2023