Aunque los arces azucareros de Michigan se benefician de los efectos que promueven el crecimiento de los compuestos de nitrógeno en el medio ambiente, esas ganancias no compensarán por completo las tensiones adicionales de crecer bajo un clima más seco en el futuro, según un nuevo estudio dirigido por la Universidad de Michigan.
Los arces azucareros, conocidos por su ardiente follaje de otoño y como la principal fuente de jarabe de arce, son una especie arbórea dominante en los bosques de madera dura del norte del este de América del Norte. Se encuentran principalmente en suelos húmedos, bien drenados y son sequías.sensible.
Algunas predicciones climáticas para la región de los Grandes Lagos en las próximas décadas requieren temperaturas más cálidas y una mayor probabilidad de sequía estival, condiciones que podrían resultar estresantes para los arces azucareros y otros árboles.
Pero a medida que el clima continúa cambiando, los bosques de todo el mundo también están expuestos a niveles crecientes de compuestos de nitrógeno que estimulan el crecimiento generados por vehículos de motor, plantas de energía, fábricas, agricultura y otras fuentes humanas. Este nitrógeno derivado de los humanos se considera un contaminantepero también tiene un efecto fertilizante en los árboles, promoviendo el crecimiento.
Los científicos del clima y los ecologistas forestales se han preguntado durante mucho tiempo si los efectos fertilizantes del nitrógeno derivado de los humanos serían suficientes para compensar las tensiones adicionales producidas por un clima más cálido y seco. Es una pregunta difícil de responder, y los estudios anteriores arrojaron resultados contradictorios.
El nuevo estudio dirigido por la UM, basado en datos de 20 años de cuatro sitios forestales en ambas penínsulas de Michigan, concluye que la deposición de nitrógeno de las actividades humanas "no compensará por completo los efectos negativos de crecer bajo los climas más secos previstos".
En las próximas décadas, los habitantes de Michigan deberían esperar un menor crecimiento de los arces azucareros en todo el estado, según el estudio, cuya publicación está programada en línea en la revista ecología el 17 de enero. Y si las predicciones climáticas más extremas para la región son ciertas, los arces azucareros eventualmente desaparecerán de la Península Baja del estado durante un período de siglos.
"El nitrógeno agregado ayuda un poco, pero no lo suficiente", dijo el ecólogo forestal de la UM Inés Ibáñez, autor principal del estudio.
"En escenarios climáticos extremos, el aumento de nitrógeno no podrá compensar la disminución del crecimiento de arces azucareros debido a la falta de agua", dijo Ibáñez, profesor asociado de la Escuela de Medio Ambiente y Sostenibilidad y del Departamento deEcología y biología evolutiva.
Es esencial comprender cómo responderán varias especies de árboles a condiciones más cálidas y secas para producir pronósticos precisos del crecimiento futuro del bosque. Y eso es importante saber porque los bosques del mundo eliminan aproximadamente una cuarta parte del dióxido de carbono que atrapa el calor emitido a la atmósferaanualmente a través de la quema de combustibles fósiles.
Si el crecimiento del bosque se desacelera en respuesta al estrés climático, esos árboles eliminarán menos dióxido de carbono, lo que exacerbará el problema del calentamiento. Y los bosques del norte de todo el mundo son sumideros de carbono especialmente importantes, que eliminan grandes cantidades del aire y almacenanen madera de árboles y suelos forestales.
"La mayoría del carbono almacenado en la tierra está en los bosques", dijo el ecologista forestal y coautor del estudio de la UM, Donald Zak, profesor de la Escuela de Medio Ambiente y Sostenibilidad y del Departamento de Ecología y Biología Evolutiva ". Y cómo los bosquescrecer en el futuro influirá en la cantidad de dióxido de carbono derivado del ser humano que permanece en la atmósfera. Eso, a su vez, tendrá un efecto de retroalimentación sobre las temperaturas globales.
"Es por eso que estas preguntas sobre el crecimiento del bosque son tan importantes. Y la única forma de obtener algunas de las respuestas es a través del tipo de investigación ecológica a largo plazo utilizada en este estudio".
Para evaluar el impacto combinado de la deposición de nitrógeno derivada de las personas y el cambio climático en el crecimiento de los árboles, Ibáñez, Zak y sus colegas utilizaron datos de un estudio de deposición de nitrógeno financiado con fondos federales en cuatro sitios de estudio de bosques de madera dura de Michigan, incluido uno en la UMEstación biológica cerca de Pellston, Mich.
Los cuatro sitios están separados por 300 millas y abarcan la distribución de norte a sur de los bosques de madera dura del norte, desde el centro-oeste de la península baja hasta el noroeste de la península superior. El Estudio de gradientes de Michigan se estableció en 1987 para examinar los efectos deDeposición climática y atmosférica sobre el crecimiento de los bosques y los procesos de los ecosistemas en la región de los Grandes Lagos. Zak es uno de los principales investigadores del proyecto.
Desde 1994, los investigadores del proyecto han estado agregando nitrato de sodio sólido, un compuesto de nitrógeno utilizado en fertilizantes, a los suelos en algunas parcelas del Estudio de Gradiente de Michigan para simular los niveles de deposición de nitrógeno esperados para fines de este siglo. Gran parte del nitrógenoemitido a la atmósfera por los humanos, más tarde vuelve a caer a la Tierra en lluvia, nieve y polvo.
Para el estudio reportado en ecología , los investigadores analizaron los efectos combinados de la deposición de nitrógeno, la temperatura del verano y la humedad del suelo en el crecimiento de arces de azúcar. Utilizaron registros de 1.016 árboles recolectados durante el período 1994-2013.
El vasto alcance del Estudio de Gradiente de Michigan, su diseño experimental inusual y las nuevas herramientas estadísticas permitieron a los investigadores separar los efectos del nitrógeno derivado del ser humano en el crecimiento de los árboles de aquellos asociados con la limitación de temperatura y agua, algo que estudios previos no pudieronhacer, dijo Zak.
Los resultados muestran que, en todos los casos, el nitrógeno agregado estimuló el crecimiento medido de los árboles, un efecto que se acentuó a medida que las temperaturas aumentaron y la humedad del suelo disminuyó. Además, los investigadores simularon tasas de crecimiento futuro para cada árbol en dos escenarios climáticos desarrollados previamente parala región de los Grandes Lagos Superiores.
El escenario uno prevé cambios moderados para el año 2100: un aumento de temperatura de 1.3 grados Fahrenheit y un aumento del 14 por ciento en las precipitaciones de verano. Este escenario supone que las emisiones globales de dióxido de carbono eventualmente revierten su curso y comienzan a disminuir.
El escenario dos supone que los niveles actuales de emisión de dióxido de carbono continúan en el futuro, lo que resulta en cambios climáticos más extremos en la región: un aumento de la temperatura de aproximadamente 10 grados Fahrenheit y una disminución del 40 por ciento en la precipitación de verano para 2100.
Las simulaciones por computadora mostraron que el crecimiento del arce azucarero se vería levemente dañado en el Escenario Uno, especialmente en los sitios más cálidos del sur. Los resultados del Escenario Dos mostraron una disminución grande y consistentemente significativa en el crecimiento de los arces azucareros en los cuatro sitios y en todas las parcelas.- aquellos tratados con el fertilizante nitrogenado, así como las parcelas no tratadas. Es posible una disminución triple en las tasas de crecimiento en las condiciones del escenario dos.
Según el Escenario Dos, los arces de azúcar eventualmente desaparecerían de la Península Inferior de Michigan, aunque los cambios probablemente ocurrirían durante varios siglos, dijo Ibáñez. Si eso sucede, el bosque de madera dura del norte dominado por el arce de azúcar y la haya podría ser reemplazado por roble nogalbosque, que se adapta mejor a las condiciones de sequía pero que no elimina tanto carbono de la atmósfera.
"El secuestro de carbono es un gran servicio que nos brindan los bosques y es muy importante para cualquier tipo de regulación climática en el futuro", dijo Ibáñez. "Si las condiciones secas reducen la productividad de los bosques de Michigan en el futuro, su capacidad de secuestroel carbono también sufrirá "
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Materiales proporcionados por Universidad de Michigan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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