Un nuevo estudio científico muestra cómo los períodos de sequía afectan la fotosíntesis a lo largo del día.
El estudio encontró que las plantas en regiones típicamente secas aumentan su consumo de CO 2 durante las horas de la mañana durante una ola de calor y disminuyen la fotosíntesis al mediodía y por la tarde. Los investigadores analizaron datos de satélites geoestacionarios de nueva generación.
El Dr. Benjamin Dechant es investigador postdoctoral en la Universidad de Leipzig y realiza su investigación en el Centro de Síntesis del Centro Alemán para la Investigación Integrativa de la Biodiversidad (iDiv). Dechant, físico y ecologista, centra su investigación en los patrones y dinámicas espacio-temporales de la fotosíntesis de las plantas , así como en las propiedades de las hojas y las copas de los árboles.
Los datos del estudio se recopilaron en parte durante una ola de calor en los EE. UU. en 2020. Dechant contribuyó a la publicación del grupo de investigación de Corea del Sur y discutió los hallazgos más importantes en una entrevista.
Dr. Dechant, cuando hace un calor y un clima inusualmente secos, las plantas cambian su actividad de fotosíntesis a las horas de la mañana. ¿Por qué este hallazgo es tan importante para la investigación?
Aunque esta idea no es nueva como tal, anteriormente solo se había basado en estudios a pequeña escala de tipos individuales de plantas o ecosistemas, por ejemplo, a nivel de un área forestal, y aún no se había observado a mayor escala con satélites El nuevo estudio es el primero en cuantificar este cambio hacia la mañana en todo el territorio continental de EE. UU. basado en mediciones satelitales . Los resultados podrían usarse para evaluar y mejorar los resultados de simulación de modelos de vegetación, por ejemplo, ya que estos son importantes para predecir el ciclo global del carbono .
A medida que aumenta el calentamiento global, el fenómeno de la actividad de fotosíntesis desplazada probablemente ocurrirá con mayor frecuencia. ¿Qué efectos puede tener esto para plantas individuales pero también para ecosistemas completos?
Para realizar la fotosíntesis, las plantas tienen que abrir los poros de sus hojas, y esto hace que el agua se evapore. Durante las sequías y las olas de calor, las plantas individuales necesitan minimizar su pérdida de agua mientras mantienen una cantidad mínima de fotosíntesis. Si este tipo de condiciones continúan durante un período de tiempo más largo y las plantas no pueden absorber cantidades suficientes de agua a través de sus raíces, esto podría provocar la muerte de más plantas, especialmente del tipo de plantas que no están adaptadas a condiciones ambientales tan extremas. .
A nivel de ecosistemas, la evaporación drásticamente reducida del agua de las hojas en horas posteriores del día también podría influir en las temperaturas. Esta evaporación de agua generalmente enfría el aire y el efecto de enfriamiento disminuirá en comparación con las condiciones normales. Eso podría tener un efecto negativo en los animales que viven en estos ecosistemas, por ejemplo, y por supuesto también podría tener un efecto tangible en las ciudades. También podría conducir a efectos de retroalimentación en los que las sequías se intensifican debido a la evaporación reducida.
El grupo de investigación en el que participó evaluó datos de satélites geoestacionarios para el estudio. Esos son satélites que están siempre sobre el mismo punto de la superficie terrestre. ¿Qué hace que estos satélites sean tan valiosos para su investigación?
Los satélites geoestacionarios se han utilizado con fines de comunicación y observaciones meteorológicas (p. ej., huracanes y ciclones) durante décadas, pero solo tenían una utilidad limitada para la investigación de la vegetación. Los nuevos tipos de satélites geoestacionarios han sido equipados con sensores que también cubren la parte del espectro electromagnético necesario para observar la vegetación.
Aunque la resolución espacial de estos satélites geoestacionarios no es tan alta como la de los satélites «convencionales», tienen la ventaja considerable de tener una resolución temporal muy alta, entre cinco minutos y una hora. Eso nos permite realizar mediciones relevantes continuamente a lo largo del día, algo que de otro modo solo es posible con torres de medición en la superficie de la Tierra.
Con esta tecnología, los investigadores también pueden obtener muchas más mediciones en condiciones despejadas. Esto también es importante para los estudios que trabajan con escalas de tiempo estacionales, por ejemplo, la fenología de las plantas, y es clave en regiones con mayor cobertura de nubes, como los trópicos, que juegan un papel esencial en el ciclo global del carbono.
En el futuro, habrá una red de varios satélites geoestacionarios que tomarán medidas similares y cubrirán casi todo el globo. Uno de ellos será el satélite Sentinel-4 de la ESA, que se pondrá en órbita el próximo año como parte del exitoso programa Copernicus.
Más información: Xing Li et al, El satélite geoestacionario de nueva generación revela una depresión generalizada del mediodía en la fotosíntesis de las tierras secas durante la ola de calor del oeste de EE. UU. de 2020, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adi0775
