Los bosques de Europa están sentados en una bomba de tiempo de contaminación que podría reescribir su ecología cuando explote, dicen los investigadores.

Plantas delicadas del suelo del bosque como la acedera o la violeta, y el equilibrio entre las especies de árboles que se elevan sobre ellos, Todos están amenazados por décadas de contaminación acumulada por nitrógeno. Un estudio ha descubierto que la oscuridad del bosque ha atenuado los efectos del nitrógeno. Pero los bosques están destinados a dejar entrar más luz en el futuro a medida que los árboles sucumban a la sequía y las enfermedades.

Los bosques cubren el 40% de la superficie terrestre de la Unión Europea y se están expandiendo en algunos países, principalmente debido a la restauración activa o al abandono de tierras agrícolas. Los bosques brindan servicios como el control de la erosión y el ciclo del agua, pero también están cada vez más amenazados por sequías y enfermedades como la muerte regresiva de las cenizas.

Para comprender cómo están respondiendo a estos desafíos, es vital estudiar el suelo del bosque, dice el profesor Kris Verheyen, ecologista de la Universidad de Gante en Bélgica.

"Esta capa de hierba se olvida muy a menudo. Algunas personas la llaman la capa de paso por encima:pasas sobre ella para mirar los árboles, " él dijo.

Todavía, en bosques templados, la vida bajo los pies incluye el 80% de la biodiversidad de un bosque. La capa de hierbas cicla nutrientes clave como el fósforo, potasio y nitrógeno, ayuda a descomponer la basura de los árboles y filtra la próxima generación de árboles, ya que las plántulas deben atravesarla para emprender su viaje hacia el dosel, dice el profesor Verheyen.

Registros

Al tratar de comprender más sobre el suelo del bosque, dirigió un equipo que recuperó registros, retrocediendo en algunos casos hasta 50 años, de 4, 000 parcelas forestales en toda Europa. Para aquellos cuyas ubicaciones se identificaron fácilmente, los investigadores visitaron para realizar mediciones actualizadas.

El equipo también transportó suelos forestales de todo el continente a su estación de investigación, donde los incorporaron a entornos experimentales al aire libre. llamados mesocosmos, en el que variaron el acceso de las plantas al nitrógeno, temperatura y luz.

"La pregunta básica que queríamos responder era cómo los múltiples impulsores del cambio global determinan las trayectorias del cambio a lo largo del tiempo, "dice el profesor Verheyen, quien lideró el proyecto, conocido como PASTFORWARD.

En general, el equipo descubrió que el factor de control clave en la vida forestal era la luz, que actúa como un cuello de botella evitando que otros cambios ejerzan un efecto.

Contaminación por nitrógeno

Un poderoso ejemplo de esto fue la forma en que ha frenado los efectos de la contaminación por nitrógeno.

La deposición de nitrógeno es un problema crónico causado por las emisiones de amoníaco de los fertilizantes agrícolas y la creación de óxidos de nitrógeno como subproducto de la quema de combustibles fósiles. Extrae ciertos nutrientes del suelo, acidifica la tierra, y hace que las algas crezcan en los cursos de agua.

Los investigadores encontraron una gran cantidad de depósitos de nitrógeno en los bosques y documentaron sus consecuencias para las especies. Pero 'los efectos no son tan fuertes como esperábamos porque ... el nitrógeno está disponible pero las plantas (en el suelo del bosque) no pueden beneficiarse realmente porque están limitadas por la cantidad de luz disponible, ", dijo el profesor Verheyen.

Algunas plantas, tipos que tienden a estar muy extendidos y pueden sobrevivir en una variedad de entornos, incluidas las especies no nativas, tienen la maquinaria para aprovechar un exceso de nitrógeno y crecer más; otros, que tienden a ser especialistas con rangos pequeños, no lo hacen. En los bosques sombreados están en pie de igualdad. Pero tan pronto como el dosel se abre y la luz entra a raudales, aquellos que pueden aprovechar la contaminación por nitrógeno tienen una ventaja.

Como resultado, Los bosques europeos ya están perdiendo sus especies más especializadas y, por tanto, están experimentando una caída de la biodiversidad. Al profesor Verheyen le preocupa que las copas de los bosques corran el peligro de abrirse a medida que los árboles mueren a causa de la sequía y las enfermedades que pueden abrir las compuertas al nitrógeno.

"Eso dará lugar a cambios rápidos y muy grandes en la capa de hierba, " él dijo.

La sequía, en sí misma resultado del cambio climático, ha tenido un efecto "masivo" que ha matado árboles en los bosques de abetos en Alemania. Bélgica y Francia en los últimos años aunque los bosques latifoliados han sido más resistentes por ahora.

Esto no significa que los bosques latifoliados estén libres de la apertura del dosel; un ejemplo es la muerte regresiva de las cenizas. "Tenemos evidencia de que debido a la muerte de las cenizas se obtiene mucha luz y luego el sotobosque realmente explota porque la luz ya no es un recurso limitante, ", dijo el profesor Verheyen.

"Estos cambios grandes y probablemente abruptos que pueden ocurrir en la capa de hierbas afectarán la regeneración del árbol y ciertamente determinarán qué especies podrán pasar el filtro de la capa de hierbas y cuáles no. Tendrá sus consecuencias para el ciclo de nutrientes porque esta capa de hierbas realmente afecta la tasa de descomposición ".

Buffering

Los investigadores también descubrieron que hasta ahora los bosques han hecho un trabajo notable al proteger a las plantas del cambio climático más amplio que se está produciendo fuera de ellos.

Las mediciones de temperatura revelaron que los bosques a menudo tienen temperaturas significativamente diferentes de las que registran las estaciones meteorológicas, siempre ubicadas lejos de los árboles. En verano, por ejemplo, son en promedio 4 ° C más fríos. Esto no se debe solo a que las marquesinas gruesas impiden la entrada de luz, sino también porque la evapotranspiración del agua a través de las hojas y hacia la atmósfera absorbe el calor del bosque, y la vegetación mantiene alejadas las brisas que mezclarían el aire cálido con el fresco.

Los modelos climáticos no tienen en cuenta este almacenamiento en búfer, a pesar de que dos tercios de las especies del mundo viven en bosques y los procesos forestales como el ciclo del carbono y los nutrientes dependen de la temperatura, dice el profesor Pieter de Frenne, biocientífico también en la Universidad de Gante, quien lidera el proyecto paralelo FORMICA que investiga los microclimas forestales.

Esta, Sucesivamente, explica por qué, en bosque intacto, Ha habido menos 'reorganización' de las especies forestales de lo que se predijo a medida que Europa se calienta, dice, la protección de los bosques ha permitido que muchas especies se aferren.

"Habríamos esperado que las plantas forestales hubieran respondido ya en un grado más fuerte, de modo que más especies adaptadas al calor hubieran ingresado a la comunidad y más especies de afinidad fría hubieran disminuido o incluso se hubieran extinguido localmente".

Pero el efecto no puede durar para siempre y si se abre el dosel, estas especies tendrán un rudo despertar a medida que su mundo se calienta con la temperatura fuera del bosque.

"El almacenamiento en búfer nos da tiempo para que las especies tengan la oportunidad de adaptarse al nuevo clima, " él dijo.

El trabajo tiene implicaciones prácticas para la forma en que se manejan los bosques y los equipos de PASTFORWARD y FORMICA ahora esperan desarrollar una herramienta para ayudar a los administradores forestales a determinar la cantidad de dosel que pueden eliminar, por ejemplo, para la cosecha o como parte del ciclo de el aclareo de árboles conocido como rebrote, sin desencadenar este crecimiento explosivo.