Un pastizal adyacente a la selva tropical madura en Ecuador, donde la deforestación ha despejado el camino para el ganado. Los árboles restantes crean un hábitat para la vida silvestre que puede ayudar a dispersar las semillas e impulsar la reforestación si se abandona la agricultura. Crédito:Sarah Batterman
Los bosques tropicales son aliados en la lucha contra el cambio climático. Los árboles en crecimiento absorben las emisiones de carbono y las almacenan como biomasa leñosa. Como resultado, reforestación de tierras una vez despejadas para la tala, 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 Comunicaciones de la naturaleza muestra que la capacidad de los bosques tropicales para retener carbono depende de un grupo de árboles que poseen un talento único:la capacidad de fijar 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 rasa, 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 rebrote. En la madurez, los bosques con fijación de nitrógeno absorbieron un 10% más de carbono que los bosques sin ella.
Sarah Batterman, investigador del Cary Institute of Ecosystem Studies y coautor del artículo, explica, "Queremos utilizar este trabajo para orientar la reforestación tropical para optimizar la absorción de carbono y la resiliencia. Esto requiere comprender qué combinación de árboles se necesita para maximizar el almacenamiento de carbono a largo plazo y resistir las condiciones climáticas futuras. Nuestros hallazgos sugieren que los árboles fijadores de 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 nitrógeno atmosférico en una forma de nitrógeno que está disponible para impulsar el crecimiento de las plantas. A través de estas interacciones, los fijadores de nitrógeno pueden autofertilizarse. Esta adaptación les da una ventaja en recientemente despejado, suelos tropicales de sucesión temprana que son pobres en nitrógeno. Los fijadores también ayudan a fertilizar las plantas cercanas cuando arrojan sus hojas y devuelven el nitrógeno al suelo.
En los trópicos los árboles fijadores de nitrógeno son comunes, pero pueden ser relativamente raros en los bosques que se están recuperando recientemente. Su grande, Las semillas llenas de nutrientes a menudo son dispersadas por la vida silvestre. Tener semillas de animales dispersos es una desventaja en las primeras etapas del rebrote 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 dice:"Para comprender la función de los árboles fijadores de nitrógeno en un bosque tropical, necesitamos aislar sus efectos. No podemos hacer eso en un bosque real porque agregar o quitar árboles alteraría otros aspectos del ecosistema, como la disponibilidad de luz, lo que sesgaría los resultados. También se necesitarían décadas o siglos para medir. En lugar de, Desarrollamos un modelo para cuantificar los procesos del ecosistema, como el ciclo del nitrógeno, que afectan el crecimiento forestal y el secuestro de carbono ".
Un parche de pasto junto a selvas tropicales en diferentes etapas de recuperación de la deforestación en Panamá. Para mantener los pastos en esta área, las plántulas de árboles deben cortarse a mano varias veces al año. Esta imagen muestra la rapidez con la que los árboles pueden recuperarse si se les da la oportunidad y hay especies fijadoras de nitrógeno. Crédito:Sarah Batterman
Utilizando 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, plantas y nutrientes a escala de árboles individuales. El modelo tiene en cuenta la competencia entre plantas por luz y nutrientes, el ciclo de nutrientes entre las plantas y el suelo, y fijación de nitrógeno a nivel de los árboles.
Los árboles se clasificaron en cuatro grupos que son exclusivos de las diferentes etapas del crecimiento forestal, incluyendo temprano-, medio-, y especies de sucesión tardía, más fijadores de nitrógeno. Al cambiar la capacidad de los árboles para fijar nitrógeno en su modelo, el equipo pudo predecir qué tan rápido se acumulaba el carbono en un bosque y cuánto carbono podía almacenar.
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.
Autora principal Jennifer Levy-Varon, quien trabajó en el estudio mientras era investigador asociado posdoctoral en la Universidad de Princeton, dice, "Nuestro modelo es único porque en lugar de analizar los procesos de todo el ecosistema y utilizarlos para estimar los flujos de nitrógeno, estamos perfeccionando árboles individuales. Esto nos da una comprensión más precisa de las contribuciones de los fijadores de nitrógeno al balance de nitrógeno forestal y al secuestro de carbono asociado ".
Para poner en contexto la importancia de los árboles fijadores de nitrógeno, el equipo utilizó su modelo para predecir cuánto carbono adicional podría almacenarse en áreas reforestadas en países tropicales basándose en la superficie prometida en el marco del Desafío de Bonn.
"El Desafío de Bonn es un esfuerzo internacional para reforestar 350 millones de hectáreas de tierra para 2030. Descubrimos que al incluir árboles fijadores de nitrógeno en estos esfuerzos, Los países tropicales podrían secuestrar 6,7 Gt adicionales de dióxido de carbono durante los próximos 20 años. Para darle a ese número algo de contexto, 6.4Gt fue la cantidad total de CO 2 equivalentes 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 de EE. UU., "dice Batterman.
Coautor Lars Hedin, Profesor de Ecología y Biología Evolutiva en 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 de dióxido de carbono de la atmósfera, un gas de efecto invernadero ".
