La precipitación será esencial para que las plantas contrarresten el calentamiento global
La fotosíntesis en la Tierra está regulada por la fenología de las plantas (la forma en que los ciclos de vida de las plantas interactúan con el clima) y las condiciones ambientales, que cambiaron sustancialmente en las últimas décadas.
por la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Columbia
A diferencia de la fotosíntesis de principios de temporada, que se debe principalmente al calentamiento de las temperaturas o al inicio de la estación húmeda, la fotosíntesis de finales de temporada puede estar limitada por varios factores, como el ciclo de vida de las plantas y la radiación, y sus mecanismos subyacentes son menos conocidos. La fotosíntesis tardía en la tierra contribuye en gran medida a la fijación anual total de carbono y es sensible al clima. Los científicos generalmente están de acuerdo en que la limitación de temperatura en la fotosíntesis de fines de la temporada se aliviará con el calentamiento, pero los efectos de la disponibilidad de agua son muy inciertos.
Un nuevo estudio de Columbia Engineering muestra que el aumento del estrés hídrico, una mayor frecuencia de sequía debido a temperaturas más altas , va a limitar el ciclo fenológico: en efecto, al cerrar la fotosíntesis, generará una menor absorción de carbono al final de la temporada, contribuyendo así al aumento del calentamiento global. Los investigadores utilizaron datos de teledetección y observaciones in situ para analizar la temperatura.y limitaciones de agua al final de la fecha de fotosíntesis. Descubrieron que la limitación de agua en la fotosíntesis de fines de temporada está regulada tanto por el agua del suelo como por la temperatura media anual. Los modelos del sistema terrestre han pronosticado el calentamiento y el secado del suelo sobre la mayor parte de la superficie terrestre, por lo que está claro que la disponibilidad de agua será cada vez más importante como un factor limitante para la fotosíntesis y la absorción de carbono a fines de la temporada.
«Queríamos entender cuál es el factor determinante de la fotosíntesis de la planta durante la temporada de crecimiento tardío y cómo cambiará en el futuro», dice Pierre Gentine, profesor asociado de ingeniería ambiental y de la tierra y afiliado al Earth Institute, quien dirigió estudio publicado hoy en Actas de la Academia Nacional de Ciencias . «Nuestro estudio es un muy buen ejemplo de cómo se pueden utilizar los avances en las tecnologías de teledetección para resolver preguntas duraderas como esta».
El equipo utilizó tanto el aprendizaje automático como la teledetección para generar un nuevo conjunto de datos para mapear la fotosíntesis global de la planta. Encontraron un patrón espacial contrastante de temperatura y limitaciones de agua en la fotosíntesis al final de la temporada de crecimiento. El umbral que los separaba estaba determinado por el equilibrio entre la disponibilidad de energía y el suministro de agua del suelo. La precipitación y la temperatura tuvieron impactos importantes pero opuestos al final de la estación de crecimiento de la fotosíntesis para ecosistemas en diferentes lugares: si la fotosíntesis de las plantas en algunas áreas está limitada por la precipitación (relación positiva con la precipitación), es probable que la temperatura tenga un efecto negativo, y viceversa. viceversa
«Somos los primeros en mostrar que el equilibrio entre el agua del suelo y la entrada de energía en el ecosistema determina si el sistema está limitado por la precipitación o la temperatura», dice el autor principal del estudio, Yao Zhang, un ex científico de investigación postdoctoral con Gentine y ahora un erudito postdoctorado en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. «A medida que disminuye la limitación de temperatura, se necesita más agua del suelo para soportar una mayor actividad de la vegetación, especialmente durante la temporada de crecimiento tardío. Los modelos CMIP5 proyectan calentamiento y secado futuros, especialmente durante la temporada tardía, los cuales deberían expandir aún más las regiones con agua limitada , causando grandes variaciones y posibles disminuciones en la fotosíntesis «.
El estudio se titula «Limitación de humedad de fortalecimiento grande y proyectada en la fotosíntesis de fin de temporada «.
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