Por primera vez, los científicos han tenido éxito en medir los procesos por los cuales un bosque entero "respira", utilizando tecnología sofisticada que involucra torres de flujo y nueva instrumentación que puede medir con precisión dos tipos diferentes isótopos de dióxido de carbono en el aire.Un equipo dirigido por Richard Wehr y Scott Saleska en la Universidad de Arizona obtuvo mediciones detalladas a largo plazo de las tasas de respiración y fotosíntesis de un bosque caducifolio templado durante el día y la noche.
Volcando el conocimiento de los libros de texto, los investigadores descubrieron que los árboles "exhalan" menos dióxido de carbono durante el día de lo que se pensaba anteriormente, y que la fotosíntesis del bosque no disminuye en el transcurso del verano. Los resultados, publicados en la revista Naturaleza , cierra una brecha de larga data en nuestra comprensión del ciclo del carbono entre los ecosistemas terrestres y la atmósfera y podría ser útil para hacer modelos más precisos para predecir los efectos a largo plazo del cambio climático global. El trabajo fue financiado principalmente porDepartamento de Energía de EE. UU.
"Nuestro estudio trata sobre cómo un ecosistema forestal completo consume y produce dióxido de carbono o CO 2 , el principal gas de efecto invernadero vinculado al cambio climático inducido por el hombre ", dice Wehr, investigador asociado en el laboratorio de Saleska en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la UA." Si queremos predecir con mayor precisión cómo va a afectar la perturbación humanaCO atmosférico 2 y, por lo tanto, el clima, tenemos que entender mejor cómo los bosques absorben y liberan carbono ".
Los bosques consumen CO 2 por fotosíntesis, las plantas de proceso utilizan para convertir CO 2 en material orgánico, cosechando la energía de la luz solar. Las plantas solo pueden hacer eso durante el día. Pero día y noche, las plantas, los microbios y los animales como los humanos siempre producen CO 2 por respiración, que es la descomposición del material orgánico alimento para sacarle energía, liberando CO 2 en el proceso
Los investigadores han querido poder medir el CO forestal 2 producción respiración y consumo fotosíntesis de forma independiente durante décadas. Al carecer de un medio para hacerlo, se han basado en mediciones más simples y en algunos supuestos razonables pero no probados. Este estudio es el primero en descifrar cuánto de cada uno de los dos procesoscontribuye al ciclo del dióxido de carbono entre el bosque y la atmósfera durante días, meses y años.
Los datos revelaron que es necesario revisar cierta sabiduría convencional utilizada como base para los modelos climáticos.
"Debido a que las tasas de respiración generalmente aumentan con la temperatura, los bosques generalmente se han modelado para que respiren más durante el día cálido que durante la noche fría", dice Wehr. "Resulta que ese no es el caso. Descubrimos que la respiración forestal es tanto como50 por ciento menos durante el día que por la noche a fines de la primavera y principios del verano ".
También se pensó que los bosques caducifolios en las zonas templadas se fotosintetizan cada vez menos eficientemente a medida que avanza el verano, similar a lo que sucede cuando las hojas envejecen en algunas otras plantas como el algodón. Sin embargo, el nuevo estudio confirmó que los árboles caducifolios templados son diferentes:el bosque consume CO 2 igual de bien cuando las hojas son viejas como cuando son nuevas.
Los autores utilizaron instrumentos altamente sensibles montados en torres y cámaras de suelo para medir continuamente la proporción de dos isótopos de carbono, que difieren en su masa atómica. Midieron las cantidades de los dos isótopos diferentes en el aire cerca del suelo y arribael dosel en el Sitio de Mediciones Ambientales del Bosque de Harvard, en un bosque mayormente caducifolio dominado por el roble rojo y el arce rojo en Massachusetts, de 2011 a 2013.
Debido a que la fotosíntesis, pero no la respiración, prefiere el isótopo de carbono más ligero, los investigadores pudieron detectar los flujos de carbono separados de cada uno de los dos procesos midiendo la relación de los dos isótopos de carbono.
"Si una ráfaga de aire sale del bosque con una proporción de isótopos que se apaga por una parte en 30,000, podemos decir", dice Wehr. "Eso es como notar que una persona es más alta que otra por el ancho de un humanocabello mientras pasan junto a ti "
Los autores del estudio dicen que los resultados deberían ayudar a mejorar los modelos diseñados para predecir el clima.
"Hay muchos botones en esos modelos que deben ajustarse para describir la realidad", dice Wehr, "y si tiene una idea equivocada sobre lo que han estado haciendo los bosques, entonces gira los botones de manera incorrecta y sus predicciones seránapagado."
"Gracias a los bosques que secuestran parte del carbono que estamos emitiendo al quemar combustibles fósiles, el cambio climático inducido por el hombre está ocurriendo más lentamente de lo que ocurriría", dice Saleska. "Pero para comprender qué harán los bosques en elEn los próximos 50 a 100 años, tenemos que hacer un mejor trabajo para comprender cómo la fotosíntesis y la respiración de los bosques responden por separado a los cambios climáticos y climáticos. Este estudio ofrece un camino a seguir para lograr eso con mejores mediciones, como lo demuestran las nuevas ideas.ya nos da una idea de cómo responden los bosques a la luz solar y al cambio de estaciones ".
Dice Saleska: "Nuestros resultados no cambian el panorama general del cambio climático. No es que esto signifique que el cambio climático no es real, pero cambia qué tan bien podemos predecir las tendencias futuras. Si nos fijamos en los pronósticos publicadospor el Panel Internacional sobre Cambio Climático, por ejemplo, notará que involucran grandes rangos. Estamos tratando de averiguar los detalles para reducir esos rangos y hacer que esos pronósticos sean más precisos ".
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Materiales proporcionados por Universidad de Arizona . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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