Experimentos de campo que rastrean la dinámica de la raíz bajo control y eCO2 condiciones. (A) La instalación experimental BIFoR FACE está situada en un bosque caducifolio maduro cerca de Stafford, Reino Unido, y contiene tres eCO2 (rojo) y tres 'matrices' de control (azul). (B) Los arreglos consisten en andamios (grises) que soportan tuberías que transportan eCO2 o aire ambiental al dosel del bosque. Cada matriz tiene cuatro sitios de instalación de minirizotrones. (A-B) adaptado de Ref. (Hart et al., 2019). (C) Los sitios de minirrizotrón consisten en un tubo transparente incrustado a 45 ° ángulo en el suelo, cubierto y sellado cuando no esté en uso. (D) Se inserta un sistema de cámara e iluminación (i) en cada uno de estos tubos (ii) para tomar imágenes subterráneas de los sistemas de raíces in situ alrededor de la circunferencia del tubo y a lo largo de su longitud. El sistema de formación de imágenes está conectado (iii) a una fuente de alimentación de campo ya un ordenador que ejecuta software de adquisición de imágenes en tiempo real (iv). (E) Ilustración de datos adquiridos de minirizotrones; este compuesto consta de muchas imágenes concatenadas e incrustadas en una variedad cilíndrica con fines ilustrativos. Crédito:Ciencia del Medio Ambiente Total (2022). DOI:10.1016/j.scitotenv.2022.158661
El aumento de dióxido de carbono en la atmósfera hace que los árboles pongan más recursos en el desarrollo de sistemas de raíces bajo tierra.
Este flujo de carbono adicional bajo tierra es una forma importante, y a menudo pasada por alto, en la que el mundo natural responderá a las emisiones de gases de efecto invernadero actuales y futuras.
En un nuevo estudio, dirigido por las universidades de Birmingham, en el Reino Unido, y Bergen, en Noruega, los investigadores han demostrado que el CO2 atmosférico bombeados a un bosque maduro a niveles que se prevé que serán la norma para 2050, harán que los árboles produzcan más raíces y más largas.
La investigación, publicada en Science of the Total Environment , se llevó a cabo en el Free-Air CO2 Instalación de enriquecimiento (FACE), operada por el Instituto de Investigación Forestal de Birmingham (BIFoR). Complementa investigaciones anteriores que muestran que los mismos árboles aumentarán su tasa de fotosíntesis hasta en un tercio bajo niveles elevados de CO2 condiciones.
BIFoR FACE es un bosque de "ciencia ficción", que representa un tercio del experimento más grande del mundo que investiga el efecto del cambio global en la naturaleza. Forma un "ecosistema-o-alcance" gigante con instalaciones hermanas cerca de Sydney, en Australia, y Manaus, en el Amazonas. En cada una de estas instalaciones, CO2 adicional se introduce, llevando el aire a lo que se prevé que sea la norma a nivel mundial para 2050. Para mantener la naturalidad del bosque, el CO2 -Se agrega aire rico utilizando un enfoque de "cortina invisible" sin techo ni paredes.
En el estudio, un equipo de investigación reunió miles de imágenes de diminutas raíces de árboles, a veces de menos de un milímetro de ancho, reunidas durante dos años en el bosque BIFoR FACE. Estas imágenes se utilizaron para construir una imagen matemática del nacimiento, crecimiento y muerte de las raíces en un bosque de robles. Se tomaron algunas imágenes de las raíces en su lugar, utilizando una cámara de alta resolución enviada bajo el suelo del bosque en un conjunto de largos tubos de plexiglás. Otras imágenes fueron de raíces minuciosamente extraídas de muestras de tierra extraídas del experimento.
El profesor Iain Johnston, quien dirigió el estudio desde Birmingham y luego Bergen, explicó:"Obviamente, es difícil ver estos procesos bajo tierra. Pero una combinación de ingeniería innovadora y trabajo de campo y laboratorio cuidadoso de nuestro equipo nos ha ayudado a arrojar nuevos luz sobre este comportamiento y sobre la confianza que podemos tener en nuestros hallazgos".
El modelado matemático y el análisis de datos de las imágenes, llevados a cabo en BIFoR y en la Universidad de Bergen, concluyeron que aparecen más raíces y más largas debajo de los árboles que crecen en la atmósfera con alto contenido de dióxido de carbono.
En representación del equipo muy unido de cuatro mujeres científicas que llevaron a cabo el trabajo de campo y el análisis matemático, la investigadora de Birmingham, Clare Ziegler, dijo:"Este trabajo representa una gran colaboración, desde estudiantes voluntarias hasta el equipo de liderazgo de BIFoR. Los investigadores se hicieron eco de este espíritu de colaboración. , utilizando nuestras fortalezas individuales en ciencias ambientales, biociencias y modelos matemáticos para obtener una comprensión mayor que la suma de sus partes, y que no hubiera sido posible con un enfoque unidisciplinario".
Los resultados respaldan otra evidencia de que los árboles brindan y pueden continuar brindando una protección limitada contra los aumentos de dióxido de carbono derivados de los combustibles fósiles y, por lo tanto, el cambio climático, al absorber y almacenar el carbono. Aunque esto no es de ninguna manera suficiente protección para compensar significativamente nuestras emisiones.
La colega e investigadora Angeliki Kourmouli dijo:"Por lo general, damos por sentado el suelo, pero forma una parte crucial de muchos ecosistemas y desempeña un papel importante en el almacenamiento de carbono. Comprender lo que sucede debajo del suelo cuando el bosque experimenta no solo un aumento de CO 2 , pero también el estrés adicional del cambio climático, como el clima extremo, nos brinda información muy importante sobre lo que podemos esperar en el futuro".
El profesor Rob MacKenzie, director fundador de BIFoR, agregó:"Ahora tenemos pruebas sólidas de que el carbono adicional se usa, en parte, para ayudar a los árboles a explorar el mundo rico en nutrientes que se encuentra debajo de ellos. Me siento tentado a decir que las raíces viva mucho tiempo y prospere bajo la atmósfera futura, pero se necesitarán más años de observación cuidadosa para estar seguro de que ese es realmente el caso". El aumento de dióxido de carbono en la atmósfera enseña nuevos trucos a los viejos robles
