La absorción de carbono forestal se verá afectada

Corvallis, OR. – Un nuevo estudio dirigido por la Universidad Estatal de Oregón sugiere que las hojas en las copas de los bosques no pueden enfriarse por debajo de la temperatura del aire ambiente, lo que probablemente significa que la capacidad de los árboles para evitar aumentos dañinos de temperatura, y al extraer carbono de la atmósfera, se ve comprometida en un más cálido y seco.

Los hallazgos de una colaboración internacional en la que participaron investigadores de varias universidades y agencias gubernamentales contradicen la teoría prevaleciente en la comunidad científica de que las hojas del dosel pueden mantener su temperatura dentro del rango óptimo para la fotosíntesis, el proceso mediante el cual las plantas verdes fabrican su propio alimento a partir de la luz solar y el carbono. dióxido dióxido de carbono.

Publicado hoy en procedimientos de la Academia Nacional de CienciasLa investigación es importante para comprender y predecir las respuestas de las plantas al cambio climático, dijo el autor principal Chris Steele, de la Escuela de Silvicultura de la Universidad Estatal de Ohio, y señaló que varios estudios indican que muchos de los bosques del mundo están cerca del límite de absorción térmica de carbono.

«Una hipótesis conocida como el calor doméstico limitado de las hojas dice que a través de una combinación de rasgos funcionales y respuestas fisiológicas, las hojas pueden mantener una temperatura diurna cercana a la mejor temperatura para la fotosíntesis y por debajo de lo que es perjudicial para ella», dijo Steele. Específicamente, las hojas deben enfriarse por debajo de la temperatura del aire a temperaturas más altas, generalmente por encima de los 25 o 30 grados centígrados. Esta teoría también sugiere que el impacto del calentamiento climático en los bosques será mitigado en parte por la respuesta de las hojas que se enfrían”.

Still y sus colaboradores utilizaron imágenes térmicas para observar la temperatura de las hojas del dosel en muchos lugares bien cuidados de América del Norte y América Central, desde las selvas tropicales de Panamá hasta la línea de árboles altos de Colorado, y descubrieron que las hojas del dosel no se enfrían constantemente por debajo de la temperatura del aire durante el día. o Permanecen dentro de un rango de temperatura estrecho como lo predice la teoría del calor doméstico finito de los artículos.

Las cámaras térmicas se instalan en torres equipadas con sistemas que miden los «flujos» de carbono, agua y energía, los intercambios entre el bosque y la atmósfera, así como una variedad de variables ambientales.

“El uso continuo de imágenes térmicas de alta frecuencia para monitorear el dosel de los bosques realmente está cambiando lo que podemos saber sobre cómo los bosques están lidiando con la presión del aumento de las temperaturas”, dijo Andrew Richardson, profesor de la Universidad del Norte de Arizona y coautor del estudio. . «Antes de las cámaras térmicas, si querías medir la temperatura del dosel, tenías que pegar los termopares a las sábanas con vendajes y esperar a que el viento los quitara. Pero estas cámaras nos permiten medir el cambio las 24 horas del día, los siete días de la semana, a lo largo de muchas estaciones y años».

El estudio mostró que las hojas del dosel se calientan más rápido que el aire, son más cálidas que el aire durante la mayor parte del día y solo se enfrían por debajo de la temperatura del aire a media tarde. Los científicos dicen que el calentamiento climático futuro probablemente conducirá a temperaturas más altas en el dosel de las hojas, lo que afectará negativamente el ciclo del carbono en los bosques y aumentará el riesgo de muerte forestal.

«La temperatura de la hoja ha sido reconocida durante mucho tiempo como importante para la función de la planta debido a su influencia en el metabolismo del carbono y el intercambio de agua y energía», dijo Steele. «Si la fotosíntesis del dosel disminuye con el aumento de la temperatura, la capacidad de los bosques para actuar como sumideros de carbono disminuirá».

La temperatura de la hoja en diferentes hábitats se ve afectada por la forma en que el tamaño de la hoja varía con el clima y la latitud, así como con la estructura del dosel, explica Steele. Las hojas grandes ocurren principalmente en climas cálidos y húmedos, y las características de las hojas, como una mayor reflectividad y tamaños más pequeños, que mejoran la capacidad de disipar el calor y conducen a un mayor enfriamiento, ocurren principalmente en plantas que crecen en regiones cálidas y secas.

En muchos trópicos cálidos y húmedos, la temperatura de la hoja ya se acerca o supera los umbrales de fotosíntesis neta positiva: la tasa de fijación de carbono menos la tasa de dióxido de carbono perdido durante la respiración de la planta.

«Si las hojas son generalmente más cálidas que el aire ambiente, como sugieren nuestros hallazgos, los árboles pueden acercarse a los umbrales críticos de presión de temperatura más rápido de lo que esperamos», dijo Richardson.

«Nuestros resultados tienen implicaciones importantes para comprender cómo las plantas se adaptan al calentamiento e indican una capacidad limitada de las hojas del dosel para regular su temperatura», agregó. «Nuestros datos y análisis indican que un clima cálido conducirá a temperaturas más altas de las hojas del dosel, lo que probablemente resulte en una capacidad de absorción de carbono reducida y, en última instancia, daño por calor».

Chad Hanson y Hyojung Kwon de la Facultad de Silvicultura de la Universidad Estatal de Ohio también participaron en el estudio, al igual que científicos de la Universidad de Colorado, la Universidad de Princeton, la Universidad de Pensilvania, la Universidad Estatal de Florida, la Universidad de California, Santa Bárbara y la Universidad Estatal de Florida. California, Irvine, NASA, USGS, Canadian Forces Base Trenton, US Forest Service Pacific Northwest Research Station, Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization of Australia y Los Alamos National Laboratory.

La Fundación Nacional de Ciencias apoyó esta investigación.