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Clima

El Cerrado en riesgo

Con el 45,6 % de su cobertura vegetal original alterada, la sabana tropical brasileña constituye un bioma que se está volviendo más cálido, más seco y más propenso a padecer grandes incendios forestales

Lluvias en formación sobre un área del Cerrado, en el Parque Estadual de Jalapão

Fabio Colombini

El Cerrado, la sabana tropical brasileña, es el segundo bioma nacional en extensión y uno de los más abundantes en cuanto a su diversidad botánica y zoológica. Y se encuentra bajo amenaza. La rápida desaparición de la vegetación nativa –que en este siglo avanza a un ritmo del 0,5 % de su superficie por año, cifra dos veces superior a lo que se observa en la Amazonia– y la ulterior conversión de esas tierras en vastas pasturas para el ganado y plantaciones de soja, maíz, algodón y caña de azúcar, están modificando la ecología y  el clima de este ecosistema de tal manera que en algunas regiones podría volverse algo irreversible. Ahora, durante los meses de sequía, el Cerrado registra temperaturas promedio 4 grados Celsius (ºC) más altas que en el decenio de 1960, además de haberse vuelto más seco. En algunas zonas, también viene sufriendo incendios forestales más intensos, duraderos y frecuentes que hace algunas décadas.

Estos cambios, que han comenzado a registrarse mediante mediciones sistemáticas y observaciones de campo efectuadas por científicos de Brasil, tienen el potencial de afectar la supervivencia de la flora y la fauna del Cerrado, causando extinciones locales y reduciendo la disponibilidad de agua, perjudicando así a los 20 millones de personas que viven en el bioma y al agronegocio, que prosperó en sus tierras durante las últimas décadas. “El Cerrado ya está padeciendo las consecuencias de los cambios que se están produciendo a escala local, regional y global”, dice la ecóloga Mercedes Bustamante, de la Universidad de Brasilia (UnB), experta en conservación y uso sostenible de este ecosistema.

Durante los últimos 36 años, el Cerrado ha perdido casi un 20 % de lo que quedaba de su vegetación original. Entre 1985 y 2020, unos 26,5 millones de hectáreas que albergaban los tres tipos de biomas nativos (pastizales o praderas, sabanas y selvas) han dado lugar a nuevas áreas de cría de ganado y producción a gran escala de las principales commodities agrícolas brasileñas, según el último informe del Proyecto de Mapeo Anual del Uso y la Cobertura del Suelo en Brasil (MapBiomas), dado a conocer en septiembre de este año. La superficie total de pastizales, sabanas y selvas perdida en este período es casi equivalente al territorio de Ecuador y mayor que la de otros 120 países.

Alexandre Affonso

Con 2 millones de kilómetros cuadrados (km2), que representan la cuarta parte del territorio nacional, el Cerrado ocupaba originalmente toda la región central de Brasil, desde el sur de los estados de Piauí y Maranhão, en el nordeste, hasta el norte de Paraná, en el sur. Hoy en día, sin embargo, tan solo el 54,4 % de esa área conserva su vegetación autóctona y un porcentaje mucho menor (alrededor de un 20 %) se mantiene inalterado. Con el 45,6 % de su superficie original convertida en plantaciones, campos de pasturas, carreteras, centrales hidroeléctricas y ciudades, el Cerrado es el segundo bioma brasileño más modificado por la actividad humana. Tan solo lo supera el Bosque Atlántico, que ha perdido casi un 90 % del territorio que ocupaba.

Algunos efectos asociados a esta transformación radical cada vez son cada vez más evidentes en el paisaje y en el uso del suelo: el Cerrado se está volviendo más cálido, más seco y, por ende, más propenso a padecer incendios forestales devastadores. En los últimos meses se han conocido estudios elaborados por equipos de investigadores de distintas regiones de Brasil que suministran indicios de la pérdida de humedad, el calentamiento y un aumento de la cantidad de incendios de grandes proporciones.

En un artículo publicado en mayo en la revista Global Change Biology, el geógrafo Gabriel Hofmann, actualmente en su segundo doctorado en la Universidad Federal de Rio Grande do Sul (UFRGS), calculó el aumento de la temperatura en el Cerrado en los últimos 60 años. Junto a colaboradores del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe), del Museo Nacional de la Universidad Federal de Río de Janeiro (UFRJ) y de la Fundación Oswaldo Cruz (Fiocruz), Hofmann analizó los datos de temperatura y humedad recabados entre 1961 y 2019 por 45 estaciones meteorológicas distribuidas por el bioma y los comparó con las mediciones vía satélite. Conclusión: en la estación seca, la temperatura media del Cerrado ha aumentado de 2,2 ºC a 4 ºC y la humedad relativa del aire ha disminuido un 15 %.

Alexandre Affonso

Una de las causas que puede explicar esta desertificación es la conversión de la vegetación nativa en plantaciones y pasturas ganaderas. En experimentos que se realizaron en un área del Cerrado en la región de Itirapina, en el interior del estado de São Paulo, el equipo de Edson Wendland, ingeniero experto en recursos hídricos de la Universidad de São Paulo (USP) en São Carlos, constató que, en un año, una zona con arbustos y árboles típicos del bioma de sabana libera un 30 % más de humedad a la atmósfera que otra con las mismas dimensiones cubierta por caña de azúcar o pastos. “El reemplazo de la vegetación de gran porte por una de menor estatura altera la circulación del agua en los diferentes compartimentos del medio ambiente. Un mayor volumen de agua se infiltra en el suelo y llega a la napa freática, generando una atmósfera menos húmeda debido a la menor transpiración de las plantas. Aún no sabemos si este efecto es local o puede llegar a generar un impacto en todo el ecosistema”, dice Wendland.

En las seis décadas analizadas por Hofmann y sus colaboradores, se registraron cambios importantes en el paisaje y en el patrón de uso del suelo en gran parte del Cerrado. “La deforestación, que inicialmente afectaba a áreas acotadas, para la extracción de carbón o la instauración de campos de pastoreo para la ganadería de subsistencia, ha sido sustituida por la tala de amplios tramos de vegetación nativa, que han dado lugar a vastas pasturas y grandes superficies con monocultivos”, recuerda el geógrafo gaúcho.

En ese período, el mayor incremento se produjo en la temperatura máxima, que se alcanza a primera hora de la tarde, aunque la mínima, que se mide por las noches, también registró un aumento importante. El calentamiento fue más evidente en el mes de octubre, entre el final de la estación seca y el comienzo de la lluviosa. Con temperaturas del orden de los 33 ºC, los días de octubre de 2019 fueron, en promedio, 4 ºC más cálidos que los del mismo mes de 1961. Por las noches, la temperatura promedio se ubicó cerca de los 22 ºC, hasta 2,8 ºC más alta que la de hace 60 años. Las proyecciones elaboradas por el grupo sugieren que el fenómeno se agudizará, y la temperatura diurna y nocturna aumentará otros 2 grados para 2050.

El calentamiento que se registra en el Cerrado es muy superior al incremento de 0,2 ºC por década que apuntaban las proyecciones del Grupo Internacional de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC) para el hemisferio sur. Y sigue un patrón que, en opinión de los autores del estudio, indica un cambio en la cobertura y en el uso del suelo como causa principal del calentamiento. Este patrón se caracteriza por un incremento en la temperatura diurna (máxima) mayor que en la nocturna (mínima).

En 60 años, la temperatura media del Cerrado aumentó de 2,2 ºC a 4 ºC en la estación seca y la humedad relativa del aire se redujo un 15%

Para entender de qué modo los investigadores arribaron a la conclusión de que el cambio climático no es el factor principal, debe recordarse cómo los ecosistemas del planeta consumen gran parte de la energía lumínica que reciben del Sol en los procesos de fotosíntesis y evapotranspiración. A lo largo del día, la radiación solar atraviesa la atmósfera casi sin calentarla y baña la vegetación. Las plantas utilizan una parte importante de esa energía (el 25 %) para sintetizar hidratos de carbono (glucosa) mediante la fotosíntesis y liberar a la atmósfera una gran cantidad de vapor de agua por evapotranspiración. Cuando se reemplaza la vegetación nativa por cultivos que dejan el suelo desnudo o cubierto de paja durante una parte del año (generalmente durante la estación seca), la energía anteriormente empleada en la fotosíntesis y en la evapotranspiración incide directamente sobre el terreno, que se calienta más durante el curso del día y esto eleva la temperatura del aire cerca de la superficie. “Si el efecto fuera exclusivamente un resultado del cambio climático, a causa del aumento de los gases de efecto invernadero en la atmósfera, cabría esperar un incremento mayor de la temperatura nocturna”, explica Hofmann. Esto se debe a que esos gases atrapan el calor almacenado en la superficie terrestre durante el día y lo liberan en la atmósfera al final de la tarde, reduciendo el enfriamiento nocturno.

En el período analizado, los autores también notaron una tendencia a que se dificulte la formación de rocío. Resultado de la condensación del vapor de agua de la atmósfera sobre una superficie más fría, el rocío sirve como fuente de agua para las plantas con raíces cortas o aquellas que crecen sobre piedras (por ejemplo, las del género Vellozia), o apoyadas en otras plantas (bromeliáceas, orquídeas y lianas), especialmente durante los meses de sequía. Esta agua que se condensa sobre la vegetación y el suelo también es importante para los insectos y otros animales de tamaño pequeño que se desplazan a través de distancias muy cortas.

“Muchas plantas del Cerrado parecen depender del rocío. Si esta dificultad del agua para condensarse se consolida, sus efectos pueden ser devastadores para una parte de la flora”, comenta el botánico Rafael Oliveira, de la Universidad de Campinas (Unicamp), quien estudia la influencia del fuego y de la disponibilidad de agua sobre ciertas formaciones del bioma. Según Hofmann, el impacto de la disminución del rocío podría tener efectos sobre la biodiversidad a distintas escalas. “Puede perjudicar el crecimiento y la reproducción de ejemplares, eliminar ciertas poblaciones y alterar la relación ecológica entre diversas especies”, comenta el investigador de la UFRGS.

En simultáneo al aumento de la temperatura y a la disminución de la humedad, el Cerrado se enfrenta a una alteración en el patrón de quemas. En las dos últimas décadas, las de menor porte han disminuido en cantidad y frecuencia, y han aumentado los incendios forestales que afectan áreas mayores de manera más intensa. A partir de los datos recabados vía satélite, el grupo coordinado por la meteoróloga Renata Libonati, de la UFRJ, analizó la frecuencia, la intensidad, la duración, la estacionalidad y la extensión de los incendios en el Cerrado entre 2001 y 2019 y superpuso esta información con el mapa de las 19 regiones con características ecológicas distintas (ecorregiones) en que se divide el bioma.

Dos tercios de la superficie quemada cada año se concentran en tan solo 5 de las 19 ecorregiones, según señalan los investigadores en un artículo publicado en octubre en la revista Journal of Environmental Management. Los incendios de mayor intensidad, extensión y frecuencia se producen en la mitad norte del Cerrado. Allí se encuentra casi un 90 % de la vegetación nativa remanente del bioma y, desde mediados de la década de 1980, los principales frentes de expansión agrícola.

Rafael Oliveira / Unicamp Tras un incendio, la vegetación de pradera florece en Chapada dos Veadeiros: las hierbas Bulbostylis paradoxa…Rafael Oliveira / Unicamp

Las regiones más afectadas son el centro-norte del estado de Mato Grosso y el oeste de Maranhão, en una zona de transición con la Amazonia muy alterada por la actividad humana que se conoce como el Arco de la Deforestación, y las ecorregiones que forman parte del Matopiba, tal como se denomina a un territorio que comprende al estado de Tocantins y parte de los de Maranhão, Piauí y Bahía. “La región sur del Cerrado tiene áreas agrícolas bien delimitadas desde el siglo pasado y remanentes de vegetación autóctona muy fragmentados, lo que hace difícil los incendios forestales de gran porte”, explica Libonati.

En lo que concierne al riesgo de incendios, la situación en el Matopiba podría incluso agravarse. Con 337 municipios repartidos en 73 millones de hectáreas (casi un tercio del Cerrado), esta región es una importante productora nacional de soja, maíz y algodón. En las últimas tres décadas, su clima ha sufrido alteraciones importantes, con potencial impacto en la agricultura y en la vegetación nativa.

Los análisis del equipo del climatólogo José Marengo, recientemente enviados a una revista científica para su publicación, confirman las tendencias observadas por el grupo de la UFRGS e indican que el Matopiba es ahora 1,2 ºC más cálido que en 1981. Según el pronóstico del grupo, la temperatura va a seguir aumentando ahí a una tasa de 0,45 ºC por década durante el resto de este siglo. Además, se ha incrementado la cantidad de días secos consecutivos y se ha retrasado casi un mes el comienzo del período de lluvias.

“Estas alteraciones parecen obedecer a una mezcla de los efectos del calentamiento global y de las modificaciones en el uso del suelo en la región”, dice Marengo, coordinador de investigación del Centro Nacional de Monitoreo y Alerta de Desastres Naturales (Cemaden), del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación (MCTI), y coordinador general del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología para el Cambio Climático (INCT for Climate Change), apoyado por la FAPESP. “El atraso de las lluvias altera el régimen de abastecimiento de los ríos y eleva el riesgo de incendios”, dice el climatólogo.

Esta no es la única señal de amenaza a la agricultura del Matopiba. Años atrás, la ingeniera ambiental Marcia Zilli, ahora cumpliendo una pasantía posdoctoral en la Universidad de Oxford, en el Reino Unido, utilizó un modelo computacional para evaluar el rendimiento de 18 cultivos agrícolas, cinco productos forestales y siete pasturas nacionales hasta 2050. El modelo toma en cuenta la competencia por el suelo entre la agricultura, la restauración de la vegetación nativa y la producción de energía renovable en un escenario optimista de cambio climático (con un aumento de la temperatura de 1,7 ºC hasta mitad de siglo) y otro pesimista (de 2 ºC). Los resultados, cuyos pormenores se describen en un artículo publicado en 2020 en la revista Science of the Total Environment, indican que en ambas situaciones, la producción nacional de soja y maíz disminuirá, especialmente en el Matopioba, porque las condiciones climáticas se volverán desfavorables para esos cultivos. En consecuencia, parte de ellos se desplazarían hacia el sudeste y el sur de Brasil.

Rafael Oliveira / UnicampLantana glaziovii Rafael Oliveira / Unicamp

Al igual que las sabanas de África y de Australia, el Cerrado es un hábitat modulado naturalmente por el fuego. Muchas de las 12.699 especies vegetales del bioma se caracterizan por su resistencia al fuego –semillas que germinan solo después de las quemas, troncos cubiertos por gruesas cortezas y frutos con espesos revestimientos– que habrían evolucionado hace unos 4 millones de años, en forma simultánea al surgimiento de las gramíneas que, durante la estación seca, exhiben ramas y hojas secas que se tornan inflamables. Hay indicios de que el fuego de origen natural ha estado presente en las sabanas del planeta desde hace millones de años. Los fragmentos de carbón atrapados en las capas profundas de sedimentos permitieron confirmar, en la década de 1990, que hace 12.000 años las quemas ya se producían con cierta frecuencia en el Cerrado. También existen indicios de que hace al menos 4.000 años, los grupos humanos que habitaban el bioma utilizaban el fuego para alterar el paisaje.

“Muchas especies de plantas del Cerrado se benefician del fuego. Producen más flores y semillas después de un incendio”, dice la ingeniera forestal Giselda Durigan, investigadora del Instituto de Investigaciones Ambientales (IPA) de São Paulo, quien desde hace tres décadas estudia estrategias de manejo y restauración del Cerrado. Bajo su supervisión, la bióloga Natashi Pilon comparó la floración y la producción de semillas de 47 especies vegetales de dos zonas del Cerrado, una quemada seis meses antes y otra que no se incendió. Según indicaron los resultados, publicados en 2018 en la revista Plant Ecology & Diversity, el 63 % de los ejemplares floreció en las áreas quemadas, frente a un 19 % en el tramo no afectado por el fuego. “El fuego indujo la floración en el 79 % de las especies estudiadas, incluyendo 20 que solo produjeron flores tras la quema”, informa Durigan.

Los expertos afirman que el mosaico de pastizales, sabanas y montes característico del Cerrado está influenciado por los incendios. El fuego iniciado por la caída de rayos al comienzo de la estación lluviosa –la región donde predomina el Cerrado es una de las zonas con mayor incidencia de descargas eléctricas de Brasil– aparentemente tiene menor intensidad y se propaga por una extensión más limitada, ya que es potencialmente extinguido por las precipitaciones. Estos incendios de pequeñas proporciones, que el ser humano también provoca en forma controlada, consumen la biomasa muerta acumulada y contribuyen a mantener el mosaico formado por las manchas de vegetación abierta (pastizales) y de sabana (con árboles en proporciones variables) que caracteriza al Cerrado.

Por cierto, la predominancia de los paisajes abiertos, que ocupan casi el 40 % del Cerrado, parece ser fundamental para que este bioma funcione como un gran colector de agua. Sin la vegetación de mayor porte, el agua de lluvia se infiltra en el suelo y alimenta la napa freática y los ríos. “Este es uno de los principales servicios ecosistémicos que el Cerrado presta a la sociedad”, dice Durigan.

Rafael Oliveira / Unicamp y un pastizal de Paepalanthus chiquitensisRafael Oliveira / Unicamp

Los incendios controlados y de baja intensidad también contribuyen a evitar los grandes incendios. El efecto protector de esta estrategia de manejo del paisaje fue señalado por los equipos de Libonati y de la ecóloga Isabel Schmidt, de la UnB. Ellas y sus colaboradores siguieron la evolución de la dinámica del fuego entre 2003 y 2018 en dos zonas del estado de Tocantins: el Territorio Indígena Xerente y el Parque Indígena Araguaia, en los cuales la gestión integral del fuego fue implementada en 2015. La adopción de las quemas en períodos específicos redujo la frecuencia, la dimensión y la intensidad de los grandes incendios, según informaron en un artículo divulgado en septiembre en la revista Fire.

“El Cerrado es el bioma con más quemas de Brasil. En promedio, cada año arden 6 millones de hectáreas, lo que representa el 3,3 % de su superficie total”, dice la geógrafa Ane Alencar, investigadora del Instituto de Investigación Ambiental de la Amazonia (Ipam) y coordinadora del equipo del MapBiomas que realiza los análisis del cerrado. Según los datos divulgados en el mes de septiembre, el 36 % del bioma se prendió fuego al menos una vez durante los últimos 36 años. De esa superficie, el 60 % se quemó más de una vez y, el 15 %, más de cinco veces en ese período.

El problema, tal como pudo verificar el grupo de Libonati, es la alteración del régimen de quemas. “Lo que está sucediendo no se corresponde con el régimen natural de incendios, que tiene lugar al comienzo de la estación lluviosa y su intensidad y extensión son bajas”, informa la bióloga Vânia Pivello, de la USP, quien estudia el efecto del fuego sobre el Cerrado. “El aumento en la intensidad de los incendios forestales y la disminución del intervalo entre los mismos modifican la estructura y la diversidad de la vegetación”, dice. También hay indicios de que muchas de las quemas son provocadas por acción humana (intencional o accidental). El monitoreo satelital que lleva a cabo el Inpe desde 1998 revela que, en más de la mitad de este período, se registraron más de 60.000 focos de incendios por año en el Cerrado. En casi el 90 % de los casos, el fuego se produjo en la estación seca, cuando los rayos son menos habituales.

Con la disminución de las lluvias y el aumento en la frecuencia de los incendios, el fuego empieza a afectar a la vegetación que, por ser más húmeda, normalmente no se quemaría, como los bosques ribereños que sirven de refugio a muchos animales (léase el artículo intitulado “Incêndio na beira do rio” en el sitio web de Pesquisa FAPESP). “Cuando estos montes se queman, ello afecta a una fauna mucho menos adaptada al fuego”, dice el zoólogo Reuber Brandão, de la UnB. “En algunas regiones, ese efecto del fuego se ve agravado por el consumo de agua para el riego de las plantaciones”, dice. Desde hace 20 años él estudia anfibios y reptiles en el oeste del estado de Bahía, donde hubo un aumento importante en el uso de agua para la agricultura. Debido a ello, el nivel de la napa freática descendió, provocando la desecación de lagos y amplias zonas de bosques de galería y, con ello, la desaparición de algunas poblaciones de sapos, lagartos y serpientes.

Proyectos
1. Transición hacia la sostenibilidad y nexo agua-agricultura-energía: explorando un abordaje integrador con casos de estudio en los biomas brasileños del Cerrado y la Caatinga (nº 17/22269-2); Modalidad Programa de Investigaciones sobre Cambios Climáticos Globales; Investigador responsable Jean Pierre Ometto (Inpe); Inversión R$ 2.983.408,46
2. Disponibilidad hídrica y riesgos de contaminación en zonas de afloramiento del Sistema Acuífero Guaraní (nº 15/03806-1); Modalidad Programa Bioen; Investigador responsable Edson Cezar Wendland (USP); Inversión R$ 1.993.093,16
3. INCT for Climate Change (nº 14/50848-9); Modalidad Programa de Investigaciones sobre Cambios Climáticos Globales; Investigador responsable José Antonio Marengo Orsini (Cemaden); Inversión R$ 4.149.665,28
4. Efectos de las quemas programadas y las heladas sobre la diversidad y estructura del sustrato herbáceo-arbustivo del Cerrado (nº 16/17888-2); Modalidad Beca doctoral; Investigadora responsable Giselda Durigan (IPA); Becaria Natashi Aparecida Lima Pilon; Inversión R$ 178.118,16

Artículos científicos
Mapbiomas. Mapeamento anual da cobertura e uso da terra no Brasil (1985 – 2020): destaque Cerrado. Sept. 2021.
ALENCAR, A. et al. Mapping three decades of changes in the Brazilian savanna native vegetation using Landsat data processed in the Google Earth Engine platform. Remote Sensing. 13 mar. 2020.
HOFMANN, G. S. et al. The Brazilian Cerrado is becoming hotter and drier. Global Change Biology. 21 de may. 2021.
SILVA, P. S. et al. Putting fire on the map of Brazilian savanna ecoregions. Journal of Environmental Management. 15 oct. 2021.
SANTOS, F.L.M. et al. Prescribed burning reduces large, high-intensity wildfires and emissions in the Brazilian savanna. Fire. 2 de sept. 2021.
ZILLI, M. et al. The impact of climate change on Brazil’s agriculture. Science of the Total Environment. 20 oct. 2020.
PILON, N. A. L. et al. Quantifying the short-term flowering after fire in some plant communities of a Cerrado grassland. Plant Ecology & Diversity. 2 oct. 2018.

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