Un nuevo estudio que muestra que la sequedad de la atmósfera afecta la productividad de los pastizales de EE. UU. Más que la lluvia podría tener implicaciones importantes para predecir cómo responderán las plantas al calentamiento de las condiciones climáticas.
Publicado en línea el 6 de marzo en la revista Naturaleza Geociencia , El estudio realizado por científicos de la Universidad de Stanford y la Universidad de Columbia analizó 33 años de datos satelitales de clima y vegetación para determinar cómo las plantas regulan el agua y el dióxido de carbono en condiciones secas. El equipo concluyó que los pastizales de EE. UU. Son más de tres veces más sensibles al déficit de presión de vapor (VPD), o sequedad atmosférica, que a la precipitación. Los métodos a gran escala del estudio para comprender el comportamiento de las plantas podrían usarse para mejorar los modelos predictivos de cómo los entornos responderán a las sequías. que se espera que se intensifiquen en el siglo XXI.
"Solo mirar los cambios en las precipitaciones no te contará toda la historia, "dijo la autora principal, Alexandra Konings, profesor asistente de Ciencias del Sistema Terrestre en la Escuela de la Tierra de Stanford, Energía y Ciencias Ambientales (Stanford Earth). "Los pastizales de EE. UU. Son mucho más sensibles al déficit de presión de vapor, lo cual es importante. Debido a que la VPD está tan estrechamente relacionada con la temperatura, podemos predecir que seguirá subiendo en el futuro ".
En el estudio, Los científicos analizaron las condiciones bajo las cuales los pastizales abren y cierran sus estomas, aberturas microscópicas en las hojas de las plantas que permiten la transferencia de vapor de agua, oxígeno y CO2. Cuando sus estomas están abiertos, una planta puede absorber CO2 de la atmósfera para generar energía, pero corre el riesgo de perder agua en condiciones secas. La estrategia que usan las diferentes plantas:si arriesgarse a secarse para seguir absorbiendo carbono, o cerrar y dejar de crecer - afecta su productividad. El comportamiento de una planta depende de la cantidad de agua en la atmósfera medida por VPD:un VPD más alto indica un mayor potencial para que el aire seco extraiga la humedad de la planta.
Variabilidad en la respuesta a la sequía
Usando análisis estadístico, los investigadores separaron el efecto del comportamiento de las plantas de los impactos de las condiciones regionales, como diferencias en la precipitación o la temperatura. Aunque muchos modelos climáticos tratan a todos los pastizales por igual, el estudio reveló una gran variabilidad en términos de cómo responden a la sequía.
"Más que el tipo de planta, es la fisiología vegetal la que regulará su respuesta a la sequía y la ola de calor, "dijo el coautor del estudio, Pierre Gentine, profesor asociado de Ingeniería Ambiental y de la Tierra en la Universidad de Columbia.
Los investigadores llevaron a cabo su análisis utilizando datos satelitales de teledetección disponibles públicamente de 1981 a 2013 que muestran el verdor de las plantas. que es un indicador de la productividad de la planta. Luego combinaron esos datos con conjuntos de datos climáticos y de precipitación observacional para dividir los pastizales estadounidenses en diferentes regiones, dependiendo de su comportamiento.
Comprender cómo responden los estomas de las plantas a los cambios en la atmósfera es especialmente importante en los pastizales de EE. UU., que son una fuente predominante de absorción de carbono, o almacenamiento de carbono de la atmósfera. Los pastizales albergan una variedad de biodiversidad y proporcionan un hábitat importante para el ganado en las industrias cárnica y láctea. cubriendo alrededor del 26 por ciento de los Estados Unidos y casi el 20 por ciento de la superficie terrestre del planeta; son el tipo de cobertura terrestre más grande de la Tierra.
"La absorción de carbono está asociada con el crecimiento y la forma en que responde bajo el clima es una gran fuente de incertidumbre en las predicciones futuras del cambio climático, ", Dijo Konings." Bajo temperaturas crecientes, potencialmente veremos muchos menos pastizales verdes, pero este estudio muestra que eso me parece más cierto en algunas regiones que en otras ".
Diferencias de comportamiento
El análisis muestra que los pastizales que responden a la sequía manteniendo abiertos sus estomas (comportamiento anisohídrico) son más sensibles a la sequedad de la atmósfera que aquellos que cierran sus estomas y detienen el crecimiento para ahorrar agua (comportamiento isohídrico). Ambos comportamientos están presentes en los EE. UU. El estudio muestra que las plantas que mantienen sus estomas abiertos están más dañadas por la sequía en los pastizales de EE. UU. Porque suprime el crecimiento de las plantas en el transcurso de una temporada de crecimiento.
"Los pastizales son realmente interesantes porque muestran una gran diversidad en ese comportamiento de isohidricidad, "dijo Konings, quien realizó la investigación inicial para el estudio mientras era investigador postdoctoral en Columbia antes de unirse a Stanford Earth. "Tienen estrategias realmente diferentes en cuanto a cómo responden a la sequía".
Si bien los métodos anteriores para comprender la respuesta a la sequía implicaban mediciones sobre el terreno, la nueva métrica permite a los investigadores medir estos patrones en todo el mundo. Konings dijo que espera que el método se pueda usar para ver si los hallazgos del estudio sobre los pastizales se pueden aplicar a otros ecosistemas o para comprender mejor qué causa que algunos árboles mueran en respuesta a las condiciones de calentamiento mientras que otros no.
"Creo que aún queda mucho por hacer con esta métrica, "Dijo Konings.
