La cantidad total de dióxido de carbono en la atmósfera ha aumentado de forma constante, una tendencia clara vinculada a las actividades humanas y al cambio climático.
Por Jayme DeLoss, Universidad Estatal de Colorado
Menos preocupante, pero más misteriosa, es que la diferencia entre las cantidades máximas y mínimas de dióxido de carbono en la atmósfera cada año también ha aumentado.
Se pensaba que esta creciente disparidad entre los picos y las caídas de dióxido de carbono se debía al aumento de las temperaturas y a la mayor cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera, pero un nuevo estudio dirigido por la Universidad Estatal de Colorado ha descubierto que la agricultura es la principal causa de las oscilaciones estacionales del ciclo del carbono. Este descubrimiento contribuye a la comprensión científica del ciclo del carbono y podría ayudar a fundamentar las estrategias de mitigación del cambio climático.
Los hallazgos se publican en la revista Nature Communications .
Si bien el clima y las concentraciones de dióxido de carbono contribuyen a los máximos y mínimos anuales del ciclo del carbono, la investigación encontró que los fertilizantes nitrogenados agrícolas son los que más contribuyen a las fluctuaciones, lo que resalta el impacto de las acciones humanas y las decisiones de gestión de la tierra en los procesos del sistema terrestre.
«Estos hallazgos son importantes porque hemos subestimado el papel de la agricultura en los flujos del ciclo del carbono», dijo la autora principal Danica Lombardozzi, profesora adjunta de ciencia de los ecosistemas y sostenibilidad. «Mucha gente reconoce que la agricultura puede ayudar a mitigar el cambio climático, pero como no está representada en la mayoría de los modelos del sistema terrestre, no se la tiene en cuenta en las proyecciones del cambio climático como debería».
Las fluctuaciones anuales del ciclo del carbono indican cuánto crece la biosfera cada año, explicó Lombardozzi. A medida que las plantas crecen en primavera, absorben dióxido de carbono de la atmósfera. Después de que se cosechan los cultivos y otras plantas entran en letargo en otoño, el dióxido de carbono en la atmósfera aumenta. Las plantas necesitan nitrógeno para absorber dióxido de carbono y crecer. La mayoría de los cultivos del mundo se fertilizan con nitrógeno, que es necesario para la producción de alimentos y hace que se extraiga más carbono de la atmósfera para impulsar un mayor crecimiento.
El estudio determinó que el nitrógeno agrícola es responsable del 45% del aumento de las fluctuaciones en el ciclo anual del carbono. El aumento del dióxido de carbono en la atmósfera y las temperaturas más cálidas contribuyen con el 40% y el 18%, respectivamente.
Según Lombardozzi, la creciente fluctuación de los cultivos no necesariamente afecta el almacenamiento de carbono, ya que los cultivos se cosechan todos los años y el carbono que absorben se devuelve a la atmósfera. Sin embargo, la gestión agrícola se puede adaptar para almacenar más carbono en el suelo a largo plazo, lo que ayudaría a mitigar el cambio climático.
«Las prácticas de gestión agrícola son muy importantes para dar forma al mundo en el que vivimos», dijo la coautora Gretchen Keppel-Aleks, científica atmosférica de la Universidad de Michigan. «En un momento en el que muchas personas sienten que el cambio climático ha tenido impactos profundos y negativos en sus vidas a través de incendios forestales, inundaciones o sequías, podemos usar el hecho de que este estudio muestra que la gestión agrícola tiene un profundo impacto en los flujos de carbono para pensar en cómo podemos usar la gestión agrícola en nuestro beneficio».
Guiados por la ciencia emergente, muchos agricultores están adoptando prácticas conocidas colectivamente como agricultura regenerativa para mejorar la salud del suelo y la producción de cultivos y, al mismo tiempo, mitigar el cambio climático .
Los modelos del sistema terrestre deben incluir la agricultura
Estudios anteriores han demostrado que la diferencia estacional entre las concentraciones altas y bajas de dióxido de carbono en la atmósfera estaba aumentando, pero pasaron por alto el importante papel de la agricultura porque las versiones anteriores de los modelos del sistema terrestre no incluían los procesos agrícolas. Lombardozzi y sus coautores utilizaron el Modelo Comunitario del Sistema Terrestre, desarrollado por el Centro Nacional de Investigación Atmosférica en colaboración con investigadores de otras instituciones, para cuantificar las fuentes que provocaban el aumento de las fluctuaciones y descubrieron que el nitrógeno agrícola es el factor más significativo.
Todos los modelos del sistema terrestre son complejos porque abarcan procesos atmosféricos, terrestres y oceánicos globales, incluida la química, la biología y la física de todo el planeta. El modelo del sistema terrestre comunitario es único porque también incorpora procesos agrícolas.
Lombardozzi dijo que los modelos del sistema terrestre deben representar la agricultura, en particular el nitrógeno agrícola, para evaluar con precisión el ciclo del carbono, pero la mayoría de ellos actualmente no lo hacen.
«Es realmente difícil representar las decisiones humanas en un modelo del sistema terrestre, pero debemos abordarlo», afirmó.
Más información: Danica L. Lombardozzi et al, La fertilización agrícola mejora significativamente la amplitud del intercambio de CO2 entre la tierra y la atmósfera , Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-56730-z
