Los científicos esperan que los árboles avancen cuesta arriba a medida que aumentan las temperaturas globales, desplazando la línea de árboles, la zona de montaña donde los árboles se hacen más pequeños y eventualmente dejan de crecer, a elevaciones más altas. Los bosques subalpinos seguirán su clima en la montaña, en otras palabras.
Pero una nueva investigación publicada el 15 de diciembre en la revista Biología del cambio global sugiere que esto puede no ser cierto para dos especies de árboles subalpinos del oeste de América del Norte. Según el estudio, el abeto Engelmann puede no moverse a elevaciones más altas a medida que aumentan las temperaturas, y su límite de elevación más baja podría retroceder cuesta arriba, por lo que su rango general podríaencogerse. Y el resistente pino flexible puede avanzar hacia arriba en un clima más cálido, pero probablemente al mismo ritmo lento que en el clima actual.
La investigación fue realizada por científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley del Departamento de Energía Berkeley Lab, UC Merced, el Servicio Geológico de EE. UU., UC Berkeley y la Universidad de Colorado en Boulder.
Sus sorprendentes hallazgos se basan en el descubrimiento de que las dos especies pueden ser dañadas por el calentamiento durante las primeras etapas de sus vidas, incluso en el borde frío y de gran elevación del crecimiento forestal. Además, las semillas de los árboles que ahora crecen en elEl límite superior del rango de la especie puede no funcionar bien en elevaciones más altas. Estas ideas podrían ayudar a los científicos a mejorar los modelos que predicen dónde y qué tan rápido se moverán los bosques subalpinos en un clima más cálido.
"La suposición de que los árboles rastrearán su clima subestima los desafíos que enfrentan durante el reclutamiento de plántulas. Las probabilidades se acumulan contra los árboles en esta etapa, incluso en condiciones normales, y descubrimos que el calentamiento disminuye aún más las probabilidades de supervivencia de los árboles jóvenes.", dice la líder de investigación Lara Kueppers, científica de la División de Ciencias del Clima y Ecosistemas de Berkeley Lab y del Instituto de Investigación Sierra Nevada de UC Merced.
"Esto significa que existe un riesgo real de que el cambio climático supere la migración de los árboles; algunos árboles pueden no ser capaces de mantenerse al día con su clima", agrega Kueppers. "Las plántulas son el futuro del bosque, por lo que es muy importante aprendercómo les afectará el calentamiento "
Los científicos están interesados en predecir lo que sucederá con los bosques subalpinos a medida que el clima se calienta porque un cambio en el límite entre los bosques y los biomas de la tundra alpina tiene grandes implicaciones para los recursos hídricos de las montañas, el ciclo del carbono y el clima del planeta.
"Las plántulas de árboles que crecen en la línea de árboles alpinos son un indicador de los primeros efectos del cambio climático en los hábitats de montaña", dice Matt Germino, ecólogo del Servicio Geológico de los Estados Unidos que contribuyó a la investigación. "La respuesta de las plántulas de árboles a un control cuidadosolos tratamientos de calentamiento ofrecen una ventana a un mundo más cálido para los bosques "
Para arrojar luz sobre el futuro de los bosques subalpinos, los científicos organizaron experimentos en Niwot Ridge, un sitio de investigación ecológica en las Montañas Rocosas de Colorado. Se centraron en los impactos del calentamiento en los primeros cuatro años de vida de los árboles. Tambiénexplicaron el papel de la adaptación genética localizada mediante el estudio de las semillas recolectadas en áreas de baja y alta elevación dentro de los rangos de los árboles. Ambos factores, el reclutamiento de las plántulas y la adaptación genética, no están bien representados en los modelos que predicen las respuestas de las especies al calentamiento.
Los científicos plantaron las semillas en tres sitios, uno en el borde de baja elevación del bosque subalpino, otro en el borde de alta elevación del bosque la línea de árboles actual y un tercer sitio en la zona alpina donde los árbolesno crezcas
En cada sitio, plantaron 20 jardines divididos en cuatro grupos. Un grupo se calentó de marzo a noviembre con calentadores infrarrojos. Esto derritió la nieve temprano y aumentó la temperatura del suelo y las plántulas en varios grados, imitando los efectos del cambio climático.Un segundo grupo se calentó y se regó, un tercer grupo solo se regó y un cuarto grupo de control se dejó intacto. Los investigadores plantaron los jardines cada otoño de 2009 a 2013 y siguieron su progreso hasta 2014.
Contrariamente a lo esperado, encontraron que el calentamiento redujo la supervivencia de las plántulas para ambas especies en las tres elevaciones durante el primer año de vida. Los científicos esperaban que las tasas de supervivencia se redujeran en el sitio de elevación inferior, donde las temperaturas se elevaron por encima del clima normal de los árboles,pero no más arriba, donde se esperaba que el calentamiento ayudara a las plántulas. Atribuyen esta tasa de supervivencia más baja a las condiciones más secas causadas por el calentamiento, que afectaron negativamente la supervivencia de las plántulas.
Las tasas de supervivencia divergieron para las dos especies después del primer año. Para el pino flexible, los científicos encontraron algunos beneficios del calentamiento en algunos sitios, pero no lo suficiente como para revertir los efectos negativos del primer año. Entonces, después de cuatro años, hayno fue un efecto medible del calentamiento sobre la supervivencia.
"De esto, inferimos que el pino flexible tiene el potencial de persistir en su ubicación actual y expandirse cuesta arriba en la zona alpina, pero no se expandirá más rápido en un clima más cálido", dice Kueppers.
Para el abeto Engelmann, el impacto negativo del calentamiento persistió durante el cuarto año. Además, no sobrevivieron plántulas calentadas hasta los 4 años en el sitio de baja elevación. Esto significa que el calentamiento podría impedir la expansión hacia arriba de la especie y causarel borde de menor elevación de su rango para contraer la pendiente ascendente.
En otra sorpresa, los científicos descubrieron que las semillas recolectadas de las zonas de menor elevación sobrevivieron mejor en la zona alpina que las semillas recolectadas de las elevaciones más altas. Esto también podría retrasar la expansión ascendente de los árboles subalpinos, ya que es difícil que las semillas de menor elevación "salten""sobre árboles de mayor elevación y establecerse por encima de la línea de árboles actual.
"En general, nuestros hallazgos indican que las plántulas son altamente vulnerables a la variación climática, lo que debe tenerse en cuenta al predecir lo que sucederá con los bosques subalpinos en un clima más cálido", dice Kueppers.
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Materiales proporcionado por Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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