La sorprendente respuesta a la sequía amazónica

Una nueva investigación muestra que las diferentes regiones del Amazonas responden de manera diferente a la sequía debido a las variaciones en los entornos forestales locales y las propiedades de los árboles.

Un equipo de investigación ha descubierto que la respuesta a la sequía de la selva amazónica varía regionalmente, influenciada por los entornos locales y las características de los árboles.

Los árboles del sur del Amazonas con niveles freáticos poco profundos prosperaron, mientras que aquellos con niveles freáticos más profundos tuvieron problemas. Los árboles del norte del Amazonas han demostrado resiliencia. Esto ayuda a la conservación y enfatiza el papel global del Amazonas en el clima.

El misterio de la resiliencia amazónica

A finales de la década de 2000, Scott Saleska notó que algo extraño sucedía en la selva amazónica.

En 2005, una grave sequía azotó la región. Dos años más tarde, Saleska, profesor del Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la Universidad de Arizona, publicó una sorprendente investigación que utilizó imágenes satelitales para descubrir que la sequía resultó en un mayor crecimiento verde en grandes franjas de la Amazonia. Por otro lado, investigadores en el campo han visto plantas que se vuelven marrones y algunas mueren en respuesta a la sequía.

Una ladera cerca de la estación de campo Wayqecha en Perú. La selva amazónica cubre un área dos veces mayor que la de la India y es uno de los sumideros de carbono más grandes del mundo. Crédito: Jake Bryant

Descubriendo la causa del desacuerdo científico

Investigación publicada hoy (19 de junio) en la revista Naturaleza revela qué causó el desacuerdo científico. Shuli Chen, candidata a doctorado en ecología y biología evolutiva que trabaja con Saleska, es la autora principal.

Chen y Saleska se asociaron con Antonio Nobre, un científico terrestre del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales de Brasil, que estaba utilizando satélites para descubrir cómo la topografía del paisaje y las capas freáticas terrestres interactúan con los bosques.

Este es un ejemplo de árboles de la selva tropical cerca del fondo tomados en la cuenca de un sitio de investigación en la Reserva Cuieiras, en las afueras de Manaos, Brasil. Crédito: Jake Bryant

Mapeo de las diversas respuestas a la sequía amazónica

El trío y sus coautores de Brasil, EE. UU. y el Reino Unido utilizaron 20 años de datos (de 2000 a 2020, que incluyen datos de sequía de 2005, 2010 y una sequía más generalizada en 2015 y 2016) para aclarar cómo la sequía . Afecta al bosque con mayor biodiversidad de la Tierra, abarca un área dos veces mayor que la India y es uno de los sumideros de carbono más grandes del mundo.

Descubrieron que diferentes regiones de la selva amazónica responden a la sequía de manera diferente debido a diferencias en los ambientes forestales locales y diferencias en las propiedades de los propios árboles. Este trabajo va más allá de los factores climáticos y habitacionales a gran escala y abarca cómo los entornos locales impulsan la respuesta a la sequía, dijo Chen. El equipo creó mapas para mostrar sus hallazgos.

Resiliencia amazónica a la sequía

En la parte sur de la selva amazónica, principalmente sobre formaciones rocosas que los geólogos llaman el Escudo Brasileño -con suelos relativamente fértiles y bosques con árboles más bajos-, la respuesta a la sequía estuvo controlada por el acceso al agua subterránea. Los investigadores encontraron que los árboles con acceso a capas freáticas poco profundas «trabajaron más duro» durante la sequía, mientras que los árboles en capas freáticas más profundas experimentaron más pardeamiento de las hojas y muerte de los árboles. En cambio, el norte del Amazonas, dominado por lo que los geólogos llaman el Escudo Guayanés -hogar de árboles altos con raíces profundas y suelos menos fértiles- era más resistente a la sequía independientemente de la profundidad del fondo.

Según los investigadores, esta nueva comprensión de las diferencias regionales proporciona un marco para decisiones de conservación y mejores predicciones de las respuestas de los bosques a futuros cambios climáticos. También advierte que los bosques más productivos de la Amazonía también corren el mayor riesgo.

«Es como si hubiéramos enfocado una imagen borrosa», dijo Chen. «Cuando hablamos de que la Amazonía está en riesgo, hablamos de ello como si fuera todo una sola cosa. Esta investigación muestra que la Amazonía es un rico mosaico en el que algunas partes son más vulnerables al cambio que otras, y explica por qué. Esto es esencial para comprender el sistema y, en última instancia, protegerlo».

Edificio mosaico

El equipo de investigación utilizó datos satelitales de teledetección, que infirieron la salud del dosel del bosque midiendo el verdor y la actividad fotosintética, para rastrear cómo las variaciones en factores no climáticos, incluida la profundidad del agua, la fertilidad del suelo y la altura general del bosque, afectan la resiliencia del bosque a la sequía. .

Para los árboles con acceso a niveles freáticos bajos en los suelos fértiles del sur del Amazonas, las sequías resultan en un mayor crecimiento y copas más fuertes por varias razones.

Primero, en condiciones típicas, sus raíces están sumergidas en agua, lo que limita el acceso al oxígeno. Durante la sequía, el agua disminuye un poco, pero no sale, exponiendo más raíces y permitiendo una mayor absorción de oxígeno. Al mismo tiempo, los árboles reciben un impulso fotosintético gracias a la luz solar adicional.

Vulnerabilidad de los árboles que dependen del agua de lluvia

Por otro lado, los árboles de la misma región que crecen en aguas profundas comenzaron a depender del agua de lluvia. Son más vulnerables a la sequía.

Los árboles de crecimiento lento en el norte del Amazonas -con sus altas copas, raíces profundas y suelo relativamente infértil- se han adaptado a condiciones duras, dijo Chen, lo que los hace tolerantes a la sequía.

Árboles altos y raíces profundas del Escudo Guayanés

El Escudo Guayanés en el norte de la Amazonia contiene suelos menos fértiles y niveles freáticos más profundos que el Escudo Brasileño en el sur. Estas condiciones dieron lugar a árboles altos y de crecimiento lento con sistemas de raíces más profundos capaces de acceder al agua, lo que los hace más resistentes a la sequía, dijo Chen.

«Nuestros resultados no sólo son importantes para la Amazonía, sino que son importantes para el mundo entero, porque el bosque tropical tiene una reserva importante de nuestro carbono. Si ese carbono se pierde, debido a la quema de árboles o la deforestación, se suma al dióxido de carbono en la atmósfera, lo que empeora aún más el calentamiento global», afirmó Saleska.

Más allá del Amazonas

La selva amazónica también juega un papel muy importante en el ciclo hidrológico de la Tierra.

Si bien el río Amazonas es el más grande de la Tierra (descarga más agua al océano que los siguientes siete ríos más grandes juntos), un «río atmosférico» de vapor de agua fluye en dirección opuesta al aire sobre la selva amazónica y transporta hasta dos veces tanta agua como su gemelo terrestre.

El agua se evapora de la superficie del Océano Atlántico y el viento la arrastra sobre los bosques tropicales de la Amazonia oriental. Cuando esa agua cae en forma de lluvia, es absorbida por los árboles, que luego ascienden por sus troncos, tallos y enredaderas antes de arrojarla nuevamente al aire en forma de vapor de agua, como lentos géiseres.

El impacto de la deforestación en el ciclo hidrológico

Esto está sucediendo a gran escala, con cien mil millones de árboles amazónicos alimentando el río atmosférico que transporta agua de este a oeste a través de la selva tropical. Los árboles en el oeste del Amazonas reciben alrededor del 50% de su agua de los árboles arrastrados por el viento, dijo Saleska.

«Si imaginas que cortas o pierdes esos árboles, porque son vulnerables, y tienes más sequía, esto no sólo afecta a esos árboles, también afecta a los árboles río abajo atmosférico», dijo el coautor del estudio Nobre. «Básicamente amenaza la integridad de todo el sistema».

Esta capacidad de reciclaje de agua también suministra agua a la agricultura en otras partes de Sudamérica, más allá del Amazonas, afirmó.

Saleska, quien también forma parte del comité directivo científico del Panel Científico para el Amazonas, una iniciativa internacional de científicos dedicados al Amazonas, dijo que la nueva investigación será invaluable para ese trabajo.

«Si nos preocupamos por la preservación de la biodiversidad, la conservación de ecosistemas valiosos, la conservación de bosques valiosos, entonces sabemos que este tipo de información es realmente útil», dijo Saleska.

Referencia: «La biogeografía del bosque amazónico predice resiliencia y vulnerabilidad a la sequía» 19 de junio de 2024, Naturaleza.
DOI: 10.1038/s41586-024-07568-w