A los bosques tropicales se les ha llamado los pulmones del planeta. Absorben grandes cantidades de dióxido de carbono, albergan la mayor diversidad de plantas y animales del mundo, y emplear a millones de personas. Y estos ecosistemas calientes, a menudo un mosaico de árboles y pastizales, están siendo profundamente alterados por la tala y otros cambios en el uso de la tierra.

Ahora, un equipo de científicos ha hecho un descubrimiento fundamental sobre cómo los incendios en los bordes de estos bosques controlan su forma y estabilidad. Su estudio implica que cuando los parches de bosque tropical pierden su forma natural, podría contribuir a la repentina, incluso catastrófico, transformación de esa tierra de árboles a pasto.

El nuevo conocimiento podría ayudar a proteger los bosques tropicales y permitir que los administradores de tierras construyan nuevas herramientas para predecir la estabilidad tanto de parches de bosque individuales como de bosques de mayor escala regional.

El estudio aparece en la edición del 26 de marzo de la revista Letras de ecología .

Ley del bosque

Utilizando datos satelitales de alta resolución de bosques protegidos en la región de la sabana del Cerrado brasileño, Los científicos encontraron que la forma de estos bosques naturales sigue una relación matemática predecible entre el perímetro de un bosque y su área, independientemente de su región climática o su tamaño. Llaman a esto una "ley de potencia de 3/4" y aproximadamente significa que todos los bosques tienden hacia formas que no son ni delgadas como una línea, ni redondo y liso como un círculo. "Si un bosque pudiera crecer fácilmente en todas las direcciones, esperaríamos un círculo, "dice Laurent Hébert-Dufresne, un científico informático de la Universidad de Vermont que es el autor principal del nuevo estudio, "pero lo que vemos es más dendrítico, un poco como un pulpo o un círculo deformado ".

El equipo de seis científicos, que incluía modeladores, ecologistas y físicos de la UVM, el Instituto Santa Fe, Stanford, Universidad de Boston, Princeton, y la Universidad de Washington — muestran que la ley de 3/4 es válida para pequeños fragmentos de bosque no mucho más grandes que una cancha de baloncesto hasta grandes parcelas de bosque que cubren decenas de millas cuadradas.

Los científicos combinaron su comprensión de los datos del mundo real con los resultados de un nuevo modelo informático para explicar por qué sucede esto:incendios, que se queman fácilmente en los pastizales que rodean los bosques, y chamuscan los bordes húmedos de los bosques, están en constante batalla con el crecimiento expansivo de los bosques hacia los pastizales. Esta interacción en el límite entre la hierba y el bosque, los científicos descubrieron, crea parches de bosque que convergen en una forma de estado estable.

Los resultados del modelo de los científicos coincidieron con los resultados observados de bosques reales en Brasil. Y un experimento que los científicos realizaron en su modelo muestra que el destino de los parches de bosque a lo largo del tiempo, ya sea que se expandan o se contraigan, está determinado por su forma inicial. Aquellos con formas compactas de todos los tamaños, tiempo extraordinario, convergen en la relación de escalado de potencia de 3/4 más parecida a un pulpo, mientras que aquellos con formas delgadas y mayores proporciones de perímetro a área colapsaron, desapareciendo en los pastizales o fragmentándose en parches muy pequeños.

Lo que significa que esta relación entre el perímetro de un bosque y su área puede ayudar a predecir la estabilidad de parches de bosque individuales. Los científicos son optimistas de que el estudio puede conducir a herramientas prácticas que muestren hasta qué punto un parche de bosque administrado se desvía de esta geometría natural y ayudarán a determinar su estabilidad a lo largo del tiempo.

Cambio de estado

Y la nueva investigación presenta conocimientos a un nivel más amplio, escala regional sobre el posible destino de los bosques de Brasil. "Dando un paso atrás y considerando la escala macro, sin mirar la forma de cada parche, pero, en lugar de, en el estado de todo el sistema:el modelo sugiere que el colapso del bosque a la pradera puede ser dramático, "dice Andrew Berdahl, investigador del Instituto Santa Fe y autor principal del estudio. "Estos locales, los efectos a pequeña escala (crecimiento del perímetro y quema de bordes) pueden llevar a una transición crítica en toda una región forestal entre un estado dominado por bosques y un estado dominado por pastos ". Y una vez que grandes áreas de bosque cambian a pastos, puede ser difícil recuperar los bosques. "Es como bajar de un acantilado, ", dice Berdahl." No se puede simplemente dar un paso atrás ".

Históricamente, los ecologistas han analizado los elementos dentro de un bosque para comprender su condición, a menudo enfocándose en sus plantas y animales, pero ha habido poca exploración de la geometría de los bosques y cómo esto podría importar. El nuevo estudio muestra un papel importante del fuego en la forma de los bosques tropicales de Brasil, "y ahora nos gustaría ver si este patrón se cumple en otras partes del mundo, "dice Hébert-Dufresne de UVM, profesor asistente en el Departamento de Ciencias de la Computación y parte del Centro de Sistemas Complejos de la UVM. "Digamos que en África encontramos que los elefantes empujando los árboles cambia la ecuación, o sequedad en Australia, eso sería muy interesante ”. Y le gustaría expandir la investigación para ver si la relación observada en el nuevo modelo, derivado de bosques silvestres, es cierta en los bosques talados y otros bosques manejados en Brasil.

"Nuestro punto fundamental es que la forma de un bosque es muy importante, " él dice, "y que su forma está directamente relacionada con su estabilidad".