Un estudio internacional aunó información proporcionada vía satélite con datos del suelo y relieve del vasto bioma amazónico para revelar una visión completa y heterogénea de las áreas que presentan diferentes grados de vulnerabilidad a las condiciones impuestas por los crecientes períodos de sequía. La investigación, publicada en mayo en la revista Nature, contó con la participación de científicos brasileños y apuntó a determinar los principales mecanismos responsables de que la respuesta de la vegetación sea tan variable según su localización geográfica.
La distribución de las múltiples características que presenta la región, que incluyen la profundidad de las napas freáticas, la altura de los árboles y la fertilidad del suelo, se añadió al modelo que, en definitiva, reveló que la vegetación cuyas características son naturalmente más sensibles a la falta de agua coincide con las tierras más productivas y fértiles que componen parte del sur y el sudeste de la Amazonia. Esta localización es preocupante, ya que también es la más afectada por el llamado arco de la deforestación, que se extiende desde el sur del estado de Pará hasta el norte de Mato Grosso.
“Hay muchos trabajos en la Amazonia que han realizado mediciones a nivel local para referirse al impacto del clima en los ecosistemas, sobre todo en lo que atañe a la sequía, pero nuestro estudio más reciente se centró en el panorama climático a gran escala”, explica el biólogo estadounidense Bruce Nelson, experto en teledetección del Instituto Nacional de Investigaciones de la Amazonia (Inpa) y coautor del estudio, en alusión al enfoque holístico adoptado por el grupo de investigadores. “Es un claro ejemplo de cómo pueden combinarse los datos del suelo, de satélites y de la cobertura vegetal para considerar al sistema en su conjunto”.
Evaristo Sa / AFP vía Getty ImagesSur del estado de Amazonas: la selva susceptible al arco de a deforestación sufre con la drástica presión humanaEvaristo Sa / AFP vía Getty Images
Para la china Shuli Chen, autora principal del estudio y experta en análisis espaciales de la Universidad de Arizona, en Estados Unidos, quien conversó por correo electrónico con Pesquisa FAPESP, otra preocupación en torno a las áreas ambientales de menor resistencia a la sequía detectadas en los análisis es que gran parte de ellas integran territorio oriental del bioma amazónico. La selva remanente en su porción oriental también es responsable de liberar en la atmósfera un inmenso volumen de vapor de agua que fluye hacia el oeste (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 226), irrigando alrededor de un 50 % de lo que necesitan los árboles de esa zona. El agua reciclada por la selva viaja por los cielos distribuyendo las precipitaciones sobre el resto del país y el cono sur del continente. Este fenómeno se ha hecho conocido con el nombre de ríos voladores. “Por esta razón, la pérdida de la vegetación de esta porción de la Amazonia representa un daño que va más allá del ocasionado directamente a la selva o a la agricultura de Sudamérica: la interrupción del ciclo del agua afecta la integridad del sistema global en su conjunto”, explica Chen.
Uno de los científicos a quienes se atribuye la popularización del concepto de los ríos voladores es el geocientífico Antonio Donato Nobre, investigador jubilado del Instituto Nacional de Investigaciones Espaciales (Inpe), coautor del reciente estudio publicado en la revista Nature. El trabajo previo que llevó a cabo su grupo para la detección y el mapeo de aguas subterráneas a lo largo del territorio amazónico mediante el modelo topográfico conocido como “Hand”, acrónimo de Height Above Nearest Drainage (en inglés, altura por encima del drenaje más cercano), llevó al coordinador de la investigación, el científico del clima estadounidense Scott Saleska, también de la Universidad de Arizona, a buscar los factores que pudieran explicar las diferencias observadas en los patrones de mortandad de la vegetación. “Muchas de las zonas que más sufren las sequías parecían tener como causa directa y principal la profundidad de la napa subterránea, pero nos hacía falta investigar aquellas que no podían circunscribirse a este factor para arribar a una percepción más precisa del escenario”, dijo Saleska, también vía correo electrónico.
Con una resolución más detallada en manos y más información sobre el mosaico de fragilidades que presenta la Amazonia, los investigadores sostienen que las acciones traducidas en planes de conservación y políticas públicas pueden ser más focalizadas y eficientes.
Esto no quiere decir, subraya Nobre, que las áreas que no han sido definidas como prioritarias por el trabajo puedan ser deforestadas libremente, ya que todas las partes de la selva dependen unas de otras en la dinámica del clima. Según él, el secreto para hacer frente a la crisis climática radica en la diversidad del sistema. “La selva es compleja y necesita ser respetada en toda su complejidad e integridad”.
Evolución y relieve
A grandes rasgos, el norte de la Amazonia ha demostrado soportar mejor las sequías intensas que la región meridional del bioma. Así y todo, en el sur hay zonas más resilientes: las áreas inundadas (con una vegetación que en Brasil se conoce como igapó, o bosques pantanosos de aguas negras) o aquellas donde la napa freática se encuentra más cerca de la superficie por lo que el acceso al agua se ve facilitado. En el caso de los igapós, los períodos de sequía incluso pueden ser bienvenidos como alivio temporal y para la oxigenación de las raíces normalmente sumergidas, siempre que su duración sea breve.
En los lugares donde la napa freática se encuentra a mayor profundidad, sobreviven desde hace cientos de años las especies con raíces que pueden alcanzar el agua. Como las raíces profundas suelen ser propias de árboles más antiguos y más altos, la estatura en la fisonomía vegetal también fue uno de los factores que se tuvieron en cuenta en el mapa de la resiliencia.
Pero el criterio de las napas subterráneas no se aplica a todo el territorio sobre el que se extiende el bioma. En el escudo guayanés, la meseta de su extremo norte que alberga los árboles gigantes de la Amazonia (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 336), se encontró el perfil de vegetación más resistente de todos. Allí, la distancia entre la superficie y el agua subterránea no es un factor determinante. Esta constatación tal vez pueda explicarse por una característica singular y notoria de la región: el suelo infértil.
Estudios que se llevaron a cabo en los últimos años han demostrado que, en los suelos pobres en nutrientes, el crecimiento es extremadamente lento, lo que implica unas maderas y vasos internos de las plantas más densos, posiblemente más resistentes al embolismo, un proceso en el que los vasos internos de la planta colapsan debido al ingreso de aire donde solo debería haber agua, cuando el suelo se seca demasiado.
El tamaño de los árboles, la fertilidad del suelo y la proximidad de la napa freática son factores que actúan en forma combinada, con ventajas y desventajas que se compensan. El peor escenario, típico de la región del arco de la deforestación, es el que combina un suelo fértil con vegetación de escasa estatura y napas freáticas profundas. Bajo estas condiciones, los árboles son más propensos al embolismo, ya que desarrollan raíces que no logran alcanzar la capa freática.
Entre los parámetros que tuvo en cuenta el grupo de investigación se incluía el del “verdor”. El Índice de Vegetación Mejorado (EVI, por sus siglas en inglés) cuantifica la concentración de hojas sanas en las copas que conforman el dosel superior. Además del EVI, también tuvieron en cuenta mediciones directas de la fotosíntesis mediante el índice SIF (las siglas en inglés de fluorescencia de clorofila inducida por la radiación solar). Ambos índices se basan en información recogida a lo largo de más de 20 años por satélites de la agencia espacial estadounidense (Nasa).
Para los participantes del estudio, el criterio basado en los índices de fotosíntesis se justifica por la correlación que tienen el EVI y el SIF con las tasas de mortalidad y crecimiento de la vegetación. “El embolismo también es clave para entender el estudio porque en una investigación anterior descubrimos que esa fue la mayor razón detrás de la muerte de los árboles durante una de las peores sequías que azotaron el sur de la Amazonia, la de 2015”, explica Nelson. “Otros científicos también demostraron que este efecto fue el mecanismo de la muerte de los árboles expuestos a una larga sequía artificial”, añade, en referencia al trabajo del grupo de la ecóloga británica Lucy Rowland, actualmente en la Universidad de Exeter, en el Reino Unido (lea en Pesquisa FAPESP, edición nº 238).
Más modelos
Pueden añadirse a los modelos otras amenazas que se ciernen sobre el ciclo de las lluvias, haciéndolos más pormenorizados, precisos y realistas para su misión de diseñar estrategias de conservación del ecosistema y de la biodiversidad de la Amazonia. En un artículo que ganó la portada de febrero de este año de la revista Nature, la matemática Marina Hirota y sus colegas, de la Universidad Federal de Santa Catarina (UFSC), se centraron en la necesidad de contar con enfoques multifactoriales a la hora de abordar el tema.
Hirota también arribó a un mapa heterogéneo de respuestas y fragilidades en el territorio amazónico. Para ello combinó una serie de otras perturbaciones ambientales que incluyen, además de las sequías pasadas, la propensión a la muerte por inundaciones, incendios y deforestación. Finalmente, sus estimaciones indicaron que para 2050, entre un 10 % y un 47 % de la selva amazónica estará expuesta al riesgo de lo que se conoce como “punto sin retorno”, o punto de inflexión, cuando el ecosistema ya no puede recuperarse de la perturbación que le fue infligida. Además de las perturbaciones, la investigadora tuvo en cuenta las fuerzas que tienden a proteger la vegetación, como los límites de las tierras indígenas.
Según ella, los científicos están descubriendo que algunas regiones de la Amazonia son más resistentes al cambio climático de lo que se sabía antes de la década de 1990, cuando se empezó a hablar de puntos de inflexión climáticos para todo el bioma en forma homogénea. Hirota recuerda que el hecho de que la selva posea mecanismos de resistencia no significa que no va a sucumbir si las alteraciones fueran demasiado drásticas. “Tan solo significa que disponemos de algo más de tiempo, pero no mucho”, aclara.
Hirota también es coautora de un estudio, publicado en 2023 en la revista Nature e incluido en el trabajo de Shuli Chen, en donde apunta que los bosques del sudeste de la Amazonia son más resistentes en términos evolutivos cuando se los analiza mediante una medición de su resistencia al embolismo. “Cuanto más negativos son los valores, más estrés hídrico puede soportar un árbol en sus vasos antes de sufrir una embolia”, explica. Pero la amenaza que sobrevuela sobre la región la describe otra medición denominada HSM (las siglas en inglés de margen de seguridad hidráulica), que muestra si las plantas están subsistiendo dentro de los límites ecofisiológicos considerados seguros para evitar la mortalidad por sequía. Con base en ello, aunque los bosques del sudeste sean más resistentes a la sequía, ya están funcionando fuera de los límites seguros porque están padeciendo un déficit hídrico cada vez mayor. En cambio, los bosques del oeste, sudoeste y noroeste, si bien son menos resistentes, no sufren tanto el impacto de las alteraciones en la disponibilidad del agua. El trabajo fue dirigido por la ecóloga Julia Tavares, quien actualmente realiza una pasantía investigación posdoctoral en la Universidad de Upsala, en Suecia. La continuidad de los estudios que combinan los indicadores y las características de cada sector de la selva permitirá una mejor comprensión de los riesgos y de las áreas con mayores probabilidades de conservar su integridad.
Antonio Nobre atribuye las estrategias de defensa a los sistemas de la naturaleza que califica como refinados y complejos, especialmente en los contextos de diversidad biológica y geofísica. “Estos sistemas, cuando están intactos, suelen dar respuestas apropiadas dentro de su capacidad para autorregularse, siempre y cuando no se rebasen los límites que conducen al colapso ecológico, que es lo que ahora estamos viviendo”.
Una de las respuestas adaptativas puede ser el surgimiento de una nueva flora, resistente a las condiciones emergentes
Tanto el trabajo del científico del clima estadounidense Scott Saleska como el de la matemática Marina Hirota analizaron la vegetación por su aspecto funcional, y no precisamente por la composición de la flora, eligiendo centrarse en las capacidades y propiedades de la vegetación, sin distinguir especies. Otro estudio publicado en 2018 en la revista Global Change Biology por la ecóloga brasileña Adriane Esquivel-Muelbert, en ese entonces en la Universidad de Leeds, en el Reino Unido, analizó información sobre las especies del bioma recolectadas a lo largo de 30 años y detectó que ya estaba en curso una sustitución en la composición de los árboles.
La investigadora demostró que los ejemplares de las especies que sobreviven mejor en tierras húmedas proliferan cada vez menos en la Amazonia, dando lugar a otras plantas que normalmente crecen en ambientes más secos y con mayor abundancia de dióxido de carbono en la atmósfera. Sin embargo, la sustitución gradual por árboles que sobreviven bajo estas condiciones, no marcha a la par de la velocidad de los cambios climáticos globales. Los indicios apuntan en la misma dirección: los cambios han sido demasiado rápidos para que la selva consiga adaptarse.
Este artículo salió publicado con el título “Las resiliencias de la Amazonia” en la edición impresa n° 345 de noviembre de 2024.
Artículos científicos
CHEN, S. et al. Amazon forest biogeography predicts resilience and vulnerability to drought. Nature. v. 631, 111-7. 19 jun. 2024.
FLORES, B. M. et al. Critical transitions in the Amazon forest system. Nature. v. 626, 555-64. 14 feb. 2024.
TAVARES, J. V. et al. Basin-wide variation in tree hydraulic safety margins predicts the carbon balance of Amazon forests. Nature. v. 617, 111-7. 26 abr. 2023.
ESQUIVEL-MUELBERT, A. et al. Compositional response of Amazon forests to climate change. Global Change Biology. v. 25, 39-56. 08 nov. 2018.
