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Los árboles que fijan el nitrógeno ayudan a los bosques tropicales a crecer más rápido y a almacenar más carbono


Una investigación que ha utilizado datos de bosques tropicales de Panamá puede guiar el trabajo de reforestación tropical para optimizar la absorción del carbono


DICYT Los bosques tropicales son aliados en la lucha contra el cambio climático. Los árboles en crecimiento absorben las emisiones de carbono y los almacenan como biomasa leñosa. Como resultado, la reforestación de la tierra una vez despejada para la tala, la minería y la agricultura se considera una herramienta poderosa para bloquear grandes cantidades de emisiones de carbono en los trópicos de América del Sur.

Pero una nueva investigación publicada en Nature Communications muestra que la capacidad de los bosques tropicales de atrapar carbono depende de un grupo de árboles que poseen un talento único: la capacidad de fijar el nitrógeno de la atmósfera.

El estudio modeló cómo la mezcla de especies de árboles que crecen en un bosque tropical después de una perturbación, como la tala, puede afectar la capacidad del bosque para secuestrar carbono. El equipo descubrió que la presencia de árboles que fijan nitrógeno podría duplicar la cantidad de carbono que almacena un bosque en sus primeros 30 años de regeneración. En la madurez, los bosques con fijación de nitrógeno captaron un 10% más de carbono que los bosques que no la tienen.

Sarah Batterman, investigadora del Instituto Cary de Estudios de Ecosistemas y coautora del artículo, explica: «Queremos utilizar este trabajo para guiar la reforestación tropical para optimizar la absorción y la resistencia del carbono. Esto requiere comprender qué mezcla de árboles se necesita para maximizar el tiempo almacenamiento de carbono a largo plazo mientras soporta las condiciones climáticas futuras. Nuestros hallazgos sugieren que los árboles que fijan nitrógeno son un ingrediente clave en la receta de reforestación «.

Las plantas fijadoras de nitrógeno se asocian con los microbios del suelo para convertir el gas de nitrógeno atmosférico en una forma de nitrógeno que está disponible para impulsar el crecimiento de la planta. A través de estas interacciones, los fijadores de nitrógeno pueden autofertilizarse. Esta adaptación les da una ventaja en los suelos tropicales recientemente despejados y de sucesión temprana que son pobres en nitrógeno. Los fijadores también ayudan a fertilizar las plantas cercanas cuando arrojan sus hojas y devuelven nitrógeno al suelo.

Raros en los bosques recién recuperados

En los trópicos, los árboles que fijan nitrógeno son comunes, pero pueden ser relativamente raros en los bosques recién recuperados. Sus semillas grandes y llenas de nutrientes a menudo se dispersan por la vida silvestre. Tener semillas dispersas de animales es una desventaja en las primeras etapas del crecimiento del bosque, cuando los animales que alguna vez vivieron en el bosque aún no han regresado. La plantación de fijadores como parte de los esfuerzos de reforestación podría impulsar el desarrollo forestal y la acumulación de carbono.

Batterman asegura que para comprender la función de los árboles que fijan nitrógeno en un bosque tropical, es necesario aislar sus efectos. «No podemos hacer eso en un bosque real porque agregar o quitar árboles alteraría otros aspectos del ecosistema, como disponibilidad de luz, lo que sesgaría los resultados. También llevaría décadas o siglos medirlo. En cambio, desarrollamos un modelo para cuantificar los procesos del ecosistema, como el ciclo del nitrógeno, que afectan el crecimiento forestal y el secuestro de carbono», comenta.

Datos de bosques tropicales de Panamá

Utilizando los datos recopilados en 112 parcelas de bosques tropicales en Panamá, un registro que incluye datos sobre más de 13.000 árboles individuales con edades comprendidas entre cinco y 300 años después de la perturbación, el equipo de investigación desarrolló un modelo que representa las interacciones entre el suelo, las plantas y los nutrientes en La escala de los árboles individuales. El modelo explica la competencia entre las plantas por la luz y los nutrientes, el ciclo de nutrientes entre las plantas y el suelo, y la fijación de nitrógeno a nivel de los árboles.

Los árboles se clasificaron en cuatro grupos que son únicos para las diferentes etapas del crecimiento forestal, incluidas las especies de sucesión temprana, media y tardía, además de fijadores de nitrógeno. Al cambiar la capacidad de los árboles para fijar el nitrógeno en su modelo, el equipo pudo predecir qué tan rápido se acumuló el carbono en un bosque y cuánto carbono pudo almacenar.

Rápida recuperación

Batterman explica: «Los bosques con árboles fijadores de nitrógeno crecen más rápidamente en la sucesión temprana y tienen un mayor potencial de almacenamiento de carbono que los bosques sin fijadores de nitrógeno. También se recuperan más rápido cuando se enfrentan a perturbaciones».

Para cuantificar el ciclo del nitrógeno en los bosques tropicales, muchos modelos existentes utilizan parámetros de todo el ecosistema como la evapotranspiración y la producción primaria neta para estimar los flujos de fijación de nitrógeno. Estos modelos tienden a sobreestimar la cantidad de nitrógeno en el sistema.

La autora principal, Jennifer Levy-Varon, que trabajó en el estudio mientras era investigadora asociada de posdoctorado en la Universidad de Princeton, dice: «Nuestro modelo es único porque en lugar de observar los procesos de todo el ecosistema y usarlos para estimar los flujos de nitrógeno, estamos perfeccionando en árboles individuales. Esto nos da una comprensión más precisa de las contribuciones de los fijadores de nitrógeno al presupuesto de nitrógeno forestal y el secuestro de carbono asociado».

Para poner en contexto la importancia de los árboles que fijan nitrógeno, el equipo utilizó su modelo para predecir cuánto carbono adicional podría almacenarse en áreas reforestadas en países tropicales en función de la superficie prometida en el Bonn Challenge.

«El desafío de Bonn es un esfuerzo internacional para reforestar 350 millones de hectáreas de tierra para 2030. Descubrimos que al incluir árboles que fijan nitrógeno en estos esfuerzos, los países tropicales podrían secuestrar 6.7Gt adicionales de dióxido de carbono en los próximos 20 años. En ese contexto, 6.4Gt fue la cantidad total de equivalentes de CO2 emitidos en los EE. UU. en 2017. Es comparable a conducir 15.6 billones de millas, que son aproximadamente 5 años de emisiones de vehículos en los EE. UU.», afirma Batterman.

El coautor Lars Hedin, profesor de ecología y biología evolutiva de la Universidad de Princeton, concluye: «Este modelo nos acerca a comprender la importancia de los bosques tropicales en el ciclo global del carbono y su papel en la eliminación del dióxido de carbono de los gases de efecto invernadero de la atmósfera».


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