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El bosque de Miombo en la época de “pre-lluvias” © C. Ryan

Observaciones vía satélite desvelan los secretos del reverdecimiento de los bosques tropicales secos

En los bosques tropicales secos las plantas se empapan de agua cuando termina la estación lluviosa y la almacenan durante el periodo más seco del año. Esta gran cantidad de agua almacenada permite a los árboles desarrollar sus hojas aproximadamente un mes antes de la siguiente estación de lluvias. Este sorprendente resultado sale a la luz por primera vez, gracias a las observaciones obtenidas por satélite y realizadas principalmente en la región africana de Miombo (aproximadamente 4 veces la superficie de Francia), en un estudio coordinado por la Universidad de Copenhague1 y el INRA2 en colaboración con el CEA, el CNRS, el CNES, el CREAF-CSIC Barcelona y Bordeaux Sciences Agro3. Publicados en la revista Nature Ecology and Evolution, estos trabajos permitirán mejorar los Modelos del Sistema Terrestre actuales (que no toman suficientemente en consideración los mecanismos hidráulicos de las plantas) y las predicciones del clima futuro y del ciclo del agua en estas regiones del mundo.

Actualización: 14/09/2018
Publicación: 13/08/2018

¿Qué relación existe entre el contenido de agua de las plantas y el desarrollo de las hojas? ¿Ambas variables están estrechamente vinculadas en el tiempo y el espacio a lo largo de la superficie terrestre? Estas cuestiones son clave para mejorar la toma en consideración de la interacción vegetación-atmósfera en los Modelos del Sistema Terrestre y predecir la respuesta de los ecosistemas al cambio climático.

     

   Hallazgos en el bosque tropical africano de Miombo

Los trabajos realizados por la Universidad de Copenhague y el INRA, en colaboración con el CEA, el CNRS, el CNES, el CREAF-CSIC Barcelona y Bordeaux Sciences Agro, han demostrado mediante observaciones satelitales que las variaciones estacionales en cuanto al contenido de agua de las plantas y al desarrollo de las hojas son altamente sincrónicas en las regiones boreales y templadas. Sorprende en cambio que dichas variaciones sean altamente asíncronas en los bosques tropicales secos, donde el aumento de las cantidades de agua almacenada en la planta precede al reverdecimiento de la vegetación (“vegetation greening”) entre 25 y 180 días. Los trabajos se han centrado en la región forestal de Miombo, que abarca una inmensa superficie de más de 2,7 millones de km2 al sur de la selva ecuatorial africana. En esta región, las observaciones por satélite muestran claramente que el índice de área foliar (LAI) empieza a aumentar varias semanas antes del inicio de la temporada de lluvias, una clara señal del reverdecimiento “pre-lluvias” que ya ha sido documentado en numerosos estudios. Los mecanismos implicados en este fenómeno aún no se conocen del todo pero es probable que supongan costes energéticos importantes para las plantas: estas deben desarrollar tanto su sistema radicular, para acceder al agua en capas profundas del suelo, como sus tallos leñosos, para aumentar su capacidad de almacenamiento.

La novedad en este caso viene dada por las observaciones del índice L-VOD (espesor óptico de la vegetación en banda L) —un valioso indicador de la dinámica del contenido de agua de las plantas, obtenido gracias a los datos del satélite SMOS de la ESA (Agencia Espacial Europea) y el CNES—, que muestran que la vegetación de Miombo se empapa de agua al terminar la estación de lluvias (cuando disminuyen las pérdidas de agua por transpiración) y que ese agua se almacena en los tejidos leñosos durante la mayor parte de la estación seca hasta la aparición de las hojas nuevas varias semanas antes de las primeras lluvias de la estación húmeda. Esta aparición precoz de las hojas tiene ventajas fisiológicas y ecológicas, reduciéndose considerablemente el desfase temporal existente entre el inicio de la estación de lluvias y la actividad fotosintética. Este sorprendente comportamiento hidráulico ya había sido observado en experimentos in situ realizados con algunos árboles de bosques tropicales secos, particularmente en Costa Rica. Sin embargo, este nuevo estudio es el primero en demostrar que se trata en realidad de un fenómeno a gran escala, visible en regiones forestales tan vastas como la selva de Miombo, así como en regiones del norte del África ecuatorial o en El Cerrado (Brasil).

Estos procesos fisiológicos e hidrológicos aún no se han incorporado en los Modelos del Sistema Terrestre. Así, el nuevo conjunto de datos L-VOD será clave para mejorar la próxima generación de dichos modelos, lo que dará lugar a mejores predicciones del clima futuro y del ciclo del agua en estas regiones del mundo.

    

Acoplamiento temporal entre la estacionalidad del índice L-VOD y la del índice de área foliar (LAI): desfase temporal para que L-VOD registre la mayor correlación con el LAI para píxeles que muestran una estacionalidad bien diferenciada. El rectángulo negro abarca la región boscosa de Miombo.. © Université de Copenhague, F. Tian
Acoplamiento temporal entre la estacionalidad del índice L-VOD y la del índice de área foliar (LAI): desfase temporal para que L-VOD registre la mayor correlación con el LAI para píxeles que muestran una estacionalidad bien diferenciada. El rectángulo negro abarca la región boscosa de Miombo. © Université de Copenhague, F. Tian

1Departamento de Geociencias y Gestión de recursos naturales, Universidad de Copenhague (Dinamarca)
2Unidad Mixta de Investigación «Interacción Suelo-Planta-Atmósfera» (INRA, Bordeaux Sciences Agro), centro INRA Nouvelle-Aquitaine – Bordeaux
3Otros laboratorios franceses implicados en estos trabajos son: Laboratoire des sciences du climat et de l’environnement (CEA-CNRS-UVSQ), Évolution et diversité biologique (CNRS-IRD-UT3 Paul Sabatier-ENFA), Centre d’études spatiales de la biosphère (CNES-CNRS-IRD-UT3 Paul Sabatier), Bordeaux Sciences Agro (Escuela nacional de ingenieros agrónomos de Burdeos)
   

Contacto
Contacto científico:

  • Jean-Pierre Wigneron (33 5 57 12 24 19) Unidad Mixta de Investigación «Interacción Suelo-Planta-Atmósfera» (INRA, Bordeaux Sciences Agro)
Contacto de prensa:
Servicio de prensa del INRA (33 1 42 75 91 86)
Departamento asociado:
Environment and Agronomy, Forest, Grassland and Freshwater Ecology
Centro asociado:
Nouvelle-Aquitaine-Bordeaux

Referencia

F. Tian, J.-P. Wigneron, P. Ciais, J. Chave, J. Ogée, J. Peñuelas, A. Ræbild, J-C Domec, X. Tong, M. Brandt, A. Mialon, N. Rodriguez-Fernandez, T. Tagesson, A. Al-Yaari, Y. Kerr, C. Chen, R. B. Myneni, W. Zhang, J. Ardö, R. Fensholt, Coupling of ecosystem-scale plant water storage and leaf phenology observed by satellite, Nature Ecology & Evolution, 13 August 2018 - https://doi.org/10.1038/s41559-018-0630-3