¿Afectará el calentamiento climático de forma similar a los suelos y la vegetación?

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Una Violeta recogiendo Violetas. Los ramitos de Violetas son un clásico de la cultura tradicional madrileña. Con diferencia el mejor contenido de este post. Febrero 2017 Madrid. Foto: Juanjo Ibáñez

 Cuando lee uno noticias como la de hoy  (Future climate change will affect plants and soil differently), en una revista de la categoría de Nature, se pregunta si  una buena parte de los investigadores implicados saben lo que realmente es un suelo, ya que parece que no. ¡Ni idea! No he leído el texto original completo, empero si alguien se ha atrevido a leerse los post de esta bitácora sobre geografía de suelos, comprenderá que los resultados son obvios, triviales, mientras que las conclusiones expuestas ponen los “pelos de punta”. Yo casi vomito, lamento decirlo, pero es así.  Trabajos hechos para engrosar los CV, ya que en lo que respecta al progreso de la ciencia ¡nada de nada!. Lo único que ha avanzado en los últimos años en la materia sobre la que versa la nota de prensa, es la gran suma dinero dispendiado con la moderna tecnología. Las Nuevas botellas cuestan más que el vino viejo que contienen. Del mismo modo, lo que ha retrocedido dramáticamente resulta ser el conocimiento de los denominados expertos en materia de cambio climático y suelos. Y cuando se es ignorante se espetan preguntas estúpidas. Todo lo dicho en “Nature Reports”, o al menos en la nota de prensa debe tirarse a la basura (que además resulta ser muy confusa y confundente: contrastar con el resumen de la publicación científica), por cuanto es tóxica pra los lectores habituales de esta humilde bitácora. Hablaremos del efecto de un calentamiento climático y/o sequia sobre la vegetación y suelos en un gradiente climático del continente europeo.

 Pero aclaremos antes de todo, que resulta imperativo que los autores de los artículos exijan a los periodistas el manuscrito previo a su publicación, como lo hago yo, pues de no hacerlo son responsables tanto unos como otros. Pero en este mundo en donde la imagen vale más que el contenido…. La auto-complacencia por salir en la foto de los medios de comunicación, deviene en uno de los peores enemigos del pensamiento crítico que a los científicos nos presupone (pura leyenda urbana, al parecer).

 En primer lugar, comparar como responderán dos recursos naturales tan dispares como suelos y vegetación, aun que unos influyan en los otros, resulta absurdo. ¿Cómo se comparan dos estructuras tan distintas?.

 Abajo he traducido el texto en inglés mediante el traductor google, sin esmerarme lo más mínimo, ya que con los dedos de una mano me tapaba la nariz, de puro asco. Como veréis abajo una de las autores del estudio, nos habla de suelos encharcados y con formación de turba. Hablamos pues, ya sea de Gleysoles, ya de Histosoles. Por el contrario en el gradiente estudiado por los firmantes del artículo nos informan de suelos “secos” (¿?). En las zonas más áridas de este continente, como en los demás, dominan los Calcisoles, Gypsisoles, Solonchaks y otros edafotaxa que podéis ver en el siguiente post: Paisajes con Suelos Desérticos en Europa. Hablamos de dos mundos distintos desde cualquier punto de vista “racional”.

 La mayoría de los microrganismos unicelulares y pluricelulares (nematodos, colémbolos, etc., etc.) que habitan en el msuelo son acuáticos (aunque la tierra nos parezca bastante seca), por lo que si no hay agua desaparecen o pasan a formas latentes con diversas estrategias hasta que les rocíe el oro azul, y su actividad renazca, como florecen las flores. Del mismo modo, la temperatura del suelo disminuye rápidamente en profundidad, amortiguándose severamente, en contraste a las fluctuaciones que padece el mundo aéreo, tanto a lo largo del día, como de un ciclo anual. Confundir sequía con aumento de temperaturas se me antoja otro dislate desde un punto de vista científico. Sin embargo, el exceso de agua (anegación, encharcamiento) es tan dañino como su carencia. En otras palabras, la aridez resulta ser tan dañina como la paludificación (encharcamiento y acumulación de carbono) en el medio edáfico. Si en condiciones de sequedad extrema el ecosistema suelo casi paraliza su actividad,  siendo la materia orgánica escasísima, debido a la también pobre  biomasa vegetal,  lo mismo ocurre en los suelos encharcados de agua, si bien allí la materia orgánica no se descompone y como corolario se acumula. Por lo tanto en los de Gleysoles, e Histosoles del norte de Europa el descenso de la capa freática, permite la existencia de un suelo aireado y con humedad, favoreciendo el metabolismo biosférico (por ejemplo, la productividad primeria de la vegetación), es decir sacando al ecosistema suelo de su letargo, y facilitando pues la descomposición de la materia orgánica allí acumulada. Por el contrario, conforme el clima se hace más seco,  la falta de agua o una sequía prolongada, frenera la producción de la biomasa aérea, dando lugar a una ralentización extrema en la actividad biológica del suelo, tanto por falta de alimento, como de agua. Así pues, ya sean sequías prolongadas o un incremento de aridez, mejorarán la producción de los ecosistemas encharcados (que no húmedos) y una drástica reducción en los “secos”. Ya os expusimos diversos mapas y proporcionado abundante información sobre todos los tipos de suelos en Europa. En nuestras categorías (i) Taxonomías y Clasificaciones; (ii) Geografía de Suelos y megageografía y (iii) Curso Básico: Tipos de Suelos del Mundo, disponéis de toda la información necesaria para llegar a las mismas conclusiones vosotros mismos. Por lo tanto, resulta ridículo ¿descubrir?, como se alega en la nota de prensa, que: “ha quedado claro cómo la presión de los factores del cambio climático puede actuar de manera diferente y a veces incluso opuesta a través de estas condiciones” (refiriéndose al gradiente climático analizado). Obvio, trivial y banal. Afortunadamente el comentario del otro autor, en este caso español, al menos no son horripilantes, tan solo banales. Veamos dos ejemplos hilarantes.

 Del mismo modo, una tal Sabina, autora del estudio defiende que:. “Soil water plays a critical role in wet soils where water logging limits decomposition processes by soil biota resulting in a build-up of soil carbon as peat”. Traducido del suajili: El agua de los suelos tiene una importancia crítica en los “suelos húmedos ¿? (quiere decir encharcados, (pero su formación no da para tanta sutiliza) en donde el encharcamiento (ahora sí) limita los procesos de descomposición de la biota edáfica, y como corolario la materia orgánica se acumula en forma de turba. Lección de parvulario. Sin embargo la superficie de suelo cubierta por de Gleysoles, e Histosoles, incluso en el norte de Europa, a no ser que nos acerquemos al círculo polar ártico es ostensiblemente menos que la de los “secos”, es decir “no anegados por el agua”. Por lo tanto este ejemplo no me vale, ya que deviene en sacar conclusiones banales de los extremos de un continuo. Empero aquí entra en juego el gran Pope, al ilústranos en que 2 + 2 = 4, al clamar: “These results emphasise how sensitive soil processes such as soil respiration are to environmental change”. Os lo traduzco por cuanto este sí es un verdadero hallazgo precolombino: “Estos resultados enfatizan hasta qué punto son sensibles procesos tales como la respiración del suelo a los cambios ambientales”. Y el sabio se quedó tan orondo y satisfecho.  Si, el gran cerebro de este ejemplar acaba de rizar el rizo de la obviedad, alcanzando lo sublime, ya casi una divinidad digna de ser esculpida en oro y adornada de diamantes.

Si deseáis una información más sencilla y clara sobre esta iluminada investigación os recomiendo que leáis tan solo estos dos post de nuestro blog: (i) Desertificación en el Sur de Europa y en el norte ¿Qué?: Polvo versus Barro; (ii) Meta-Análisis: Suelos y Cambio Climático (Un Nuevo Estudio).

 En mi opinión, y al menos en lo que se refiere a la relación entre ecología, suelos y cambio climático, Nature y Science, han caído tan bajo que resulta difícil imaginarse algo tan rastrero. ¡Triste, lamentable! Al parecer confunden el suelo con “tener la creatividad por los suelos”.

 Juan José Ibáñez

Future climate change will affect plants and soil differently
by Staff Writers
London, UK (SPX) Mar 09, 2017

A new European study has found that soil carbon loss is more sensitive to climate change compared to carbon taken up by plants. In drier regions, soil carbon loss decreased but in wetter regions soil carbon loss increased. This could result in a positive feedback to the atmosphere leading to an additional increase of atmospheric CO2 levels. Scientists analysed data from seven climate change experiments across Europe to show how European shrubland plant biomass and soil carbon loss is affected by summer drought and year-around warming.

Un nuevo estudio europeo ha encontrado que la pérdida de carbono del suelo es más sensible al cambio climático en comparación con el carbono absorbido por las plantas. En las regiones más secas, la pérdida de carbono en el suelo disminuyó pero en las regiones más húmedas la pérdida de carbono en el suelo aumentó. Esto podría dar como resultado una retroalimentación positiva a la atmósfera que conduce a un aumento adicional de los niveles atmosféricos de CO2. Los científicos analizaron datos de siete experimentos de cambio climático en toda Europa para mostrar cómo la pérdida de carbono de la biomasa vegetal y del suelo en Europa se ve afectada por la sequía del verano y el calentamiento anual

The research was led by Dr Sabine Reinsch and Professor Bridget Emmett from the UK-based Centre for Ecology and Hydrology (CEH) in collaboration with European and US climate scientists and published in the Nature journal Scientific Reports.

The authors showed that soil carbon loss is most responsive to change in soil water. Soil water plays a critical role in wet soils where water logging limits decomposition processes by soil biota resulting in a build-up of soil carbon as peat. Drying of the soil removes this limitation resulting in soil carbon loss. In contrast in drier soils, reduced rainfall reduces soil water below the optimum for soil biota resulting in a decrease in soil carbon loss.

Most of the earth’s terrestrial carbon is stored in soil. The world’s soil carbon stocks are estimated to be circa 2000 gigatonnes (1 gigatonne = 1 000 000 000 000 kilograms) of carbon. The researchers showed that drought decreases and increases soil carbon more predictably than warming.

Los autores mostraron que la pérdida de carbono del suelo es más sensible al cambio en el agua del suelo. El agua del suelo juega un papel crítico en suelos húmedos donde el registro de agua limita los procesos de descomposición por la biota del suelo, lo que da como resultado una acumulación de carbono en el suelo como turba. El secado del suelo elimina esta limitación que resulta en la pérdida de carbono en el suelo. En contraste en los suelos más secos, la reducción de las precipitaciones reduce el agua del suelo por debajo del óptimo para la biota del suelo, lo que resulta en una disminución en la pérdida de carbono en el suelo.

La mayor parte del carbono terrestre terrestre se almacena en el suelo. Se calcula que las existencias mundiales de carbono del suelo rondarán las 2000 gigatoneladas (1 gigatonelada = 1 000 000 000 000 kilogramos) de carbono. Los investigadores mostraron que la sequía disminuye y aumenta el carbono del suelo más previsiblemente que el calentamiento

Data was provided from CEH’s climate change manipulation experiment, which has been running for 18 years in Cloceanog forest, a wet Welsh upland site with a peat layer resulting from seasonal waterlogging. At the field site, increasing temperature and drought were imposed on the vegetation to study the effects of climate change on various ecosystem processes.

Dr Sabine Reinsch, the lead author on the paper and a Soil Ecologist at the Centre for Ecology and Hydrology, said, “This cross-European study enabled us, for the first, time to investigate plant and soil responses to climate change beyond single sites.

Los datos fueron proporcionados por el experimento de manipulación de cambios climáticos de CEH, que lleva 18 años llevándose a cabo en el bosque de Cloceanog, un sitio húmedo de tierras altas galesas con una capa de turba resultante de la inundación estacional. En el sitio de campo, la temperatura y la sequía se impusieron a la vegetación para estudiar los efectos del cambio climático en varios procesos de los ecosistemas.

La Dra. Sabine Reinsch, autora principal del estudio y ecóloga del suelo del Centro de Ecología e Hidrología, dijo: “Este estudio europeo nos permitió, por primera vez, investigar las respuestas de las plantas y el suelo al cambio climático más allá de los sitios únicos.

“Putting ecosystem responses to climate change into the wider context of natural climate gradients helps us to understand the observed responses of plants and soils better.”

Professor Claus Beier, the Head of Department of Geosciences and Natural Resource Management in Denmark and co-author on the paper, said, “The study highlights and illustrates new and fundamental understanding related to the response of ecosystems to climate change.

“By conducting the same experiment at different moisture and temperature conditions across the European continent, it has become clear and visible how the pressure from climate change factors may act differently, and sometimes even opposite, across these conditions.

“These differences are important for our overall assessment of future ecosystem responses to climate change, but the study also shows that they can be understood and to some extent predicted.”

Dr Marc Estiarte, a researcher at Spanish research centre CREAF-CSIC and co-author on the paper, said, “In contrast to the soils, reducing precipitation was not a threat to plant productivity in wetter sites, and in the drier sites plants resisted proportionally more than in intermediate sites, whose aboveground productivity was shown more sensitive. This illustrates the clear difference in sensitivity of the soils compared to the plants across the climate gradient.”

Al llevar a cabo el mismo experimento en diferentes condiciones de humedad y temperatura a través del continente europeo, ha quedado claro y visible cómo la presión de los factores del cambio climático puede actuar de manera diferente ya veces incluso opuesta a través de estas condiciones.

“Estas diferencias son importantes para nuestra evaluación global de las futuras respuestas de los ecosistemas al cambio climático, pero el estudio también demuestra que pueden ser entendidos y en cierta medida predichos”.

El Dr. Marc Estiarte, investigador del centro de investigación CREAF-CSIC y coautor del artículo, dijo: “En contraste con los suelos, la reducción de la precipitación no era una amenaza para la productividad de las plantas en sitios más húmedos y en los sitios más secos las plantas resistieron proporcionalmente más que en sitios intermedios, cuya productividad por encima del suelo se mostró más sensible. Esto ilustra la clara diferencia en la sensibilidad de los suelos en comparación con las plantas a través del gradiente climático

Professor Bridget Emmett, Soil Science Area lead and head of site at the Centre for Ecology and Hydrology, Bangor, said, “These results emphasise how sensitive soil processes such as soil respiration are to environmental change.

(..) Estos resultados hacen hincapié en lo sensibles que son los procesos del suelo, como la respiración del suelo, para el cambio ambiental.

“This sensitivity in wetter systems, combined with a decoupling from plant productivity, represents an important potential positive feedback to the atmosphere which could lead to an increase of atmospheric CO2 levels.”

The new paper in Scientific Reports considers plant and soil responses to drought and warming only across European shrublands. There are several other biomes in the world where plant and soil responses to climate change could be different.

Understanding the responses of plants and soils in other biomes will provide a better understanding of climate change and the effects on global plant and soil interactions and the feedbacks to climate.

Esta sensibilidad en sistemas húmedos, en combinación con un desacoplamiento de productividad de la planta, representa un importante potencial de retroalimentación positiva a la atmósfera, que podría conducir a un aumento de los niveles de CO2 atmosférico.”

El nuevo documento de Scientific Reports considera las respuestas de las plantas y el suelo a la sequía y al calentamiento sólo en los matorrales europeos. Existen varios otros biomas en el mundo donde las respuestas de las plantas y el suelo al cambio climático podrían ser diferentes.

La comprensión de las respuestas de las plantas y los suelos en otros biomas proporcionará una mejor comprensión del cambio climático y los efectos sobre las interacciones globales plantas y del suelo y las evaluaciones en el clima.

Reinsch, S. et al. ‘Shrubland primary production and soil respiration diverge along European climate gradient,’ Scientific Reports. Published online 3 March 2017. DOI: 10.1038/srep43952

Resumen del artículo original.

Abstract

Above- and belowground carbon (C) stores of terrestrial ecosystems are vulnerable to environmental change. Ecosystem C balances in response to environmental changes have been quantified at individual sites, but the magnitudes and directions of these responses along environmental gradients remain uncertain. Here we show the responses of ecosystem C to 8–12 years of experimental drought and night-time warming across an aridity gradient spanning seven European shrublands using indices of C assimilation (aboveground net primary production: aNPP) and soil C efflux (soil respiration: Rs). The changes of aNPP and Rs in response to drought indicated that wet systems had an overall risk of increased loss of C but drier systems did not. Warming had no consistent effect on aNPP across the climate gradient, but suppressed Rs more at the drier sites. Our findings suggest that above- and belowground C fluxes can decouple, and provide no evidence of acclimation to environmental change at a decadal timescale. aNPP and Rs especially differed in their sensitivity to drought and warming, with belowground processes being more sensitive to environmental change.

Los almacenes de carbono terrestre y subterráneo (C) de los ecosistemas terrestres son vulnerables al cambio ambiental. Los equilibrios del ecosistema C en respuesta a los cambios ambientales se han cuantificado en sitios individuales, pero las magnitudes y direcciones de estas respuestas a lo largo de los gradientes ambientales siguen siendo inciertas. Aquí mostramos las respuestas del ecosistema C a 8-12 años de sequía experimental y calentamiento nocturno a través de un gradiente de aridez que abarca siete matorrales europeos utilizando índices de asimilación de C (producción primaria neta aérea: aNPP) y eflujo de suelo C (respiración del suelo: Rs). Los cambios de aNPP y Rs en respuesta a la sequía indicaron que los sistemas húmedos tenían un riesgo general de aumento de la pérdida de C, pero los sistemas más secos no lo hicieron. El calentamiento no tuvo un efecto consistente sobre el PNP en todo el gradiente climático, pero reprimió R más en los sitios más secos. Nuestros hallazgos sugieren que los flujos C arriba y abajo pueden disociarse, y no proporcionan evidencia de aclimatación al cambio ambiental a una escala de tiempo decenal. ANPP y Rs diferían especialmente en su sensibilidad a la sequía y al calentamiento, siendo los procesos subterráneos más sensibles al cambio ambiental.

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