Meta-Análisis: Suelos y Cambio Climático (Un Nuevo Estudio)

(…) o mejor dicho el enésimo que abunda en la ceremonia de la confusión. El ciudadano podría pensar: ¿porqué los investigadores en lugar de publicar tanto no terminan por ponerse de acuerdo? Y llevarían toda la razón. Ahora bien, la ciencia no funciona así, y menos aún desde que impera la política de publicar o perecer (publish or perish). Del mismo modo, este medio (publicar) convertido en fin, requiere que se diga “algo nuevo”, o al menos “se aparente” algo novedoso. ¿Y que novedad atesora el artículo del que hablaremos hoy?. Simplemente que la indagación se ha llevado a cabo mediante una nueva herramienta estadística informática denominada meta-análisis, que dicen permitir extraer patrones partiendo de bases de datos muy grandes, en las cuales los resultados son “aparentemente contradictorios”. Empero, en muchos casos, al final, se genera más confusión. El estudio, en mi modesta opinión, no demuestra nada más que nuestra ignorancia sobre el tema. A este le seguirán cientos más hasta que, poco a poco”, o mediante saltos cualitativos de importancia (no es este el caso), vayamos comprendiendo mejor como funciona ese complejísimo sistema denominado climático o biogeosférico. Los resultados a los que llegan los investigadores podría sintetizarse así: El calentamiento climático, genera que el suelo emita más gases de invernadero a la atmósfera, “pudiendo” generar un efecto de retroalimentación positiva (a más gases mayores emisiones).  ¿Cierto o falso?: ¡A saber!. Otra nueva perspectiva. Más puntos de vista. Pero nada definitivo, a fin de cuentas. Veamos de que va este estudio y sus puntos débiles.

Emisiones de gases y calentamiento climático. Fuente: Science & Technology Revivews

Por muy poderosa herramienta estadística que se aplique a este estudio bibliográfico, este tan solo ha dado cuenta de 49 experimentos, una fracción exigua de la plétora de “papers” publicados sobre el tema en las dos últimas décadas. Cabría pues pensar que  se trata de “matar moscas a cañonazos”. Otra cuestión sería si hubieran dado cuenta de muchos cientos y/o algunos miles de experiencias. Desconozco si ha incluido datos reales de campo, excluyendo parcelas o invernaderos y más aun sincrotrones, o si también ha tenido en cuenta estos últimos, aspecto que se me antoja esencial para valorar la bondad de las conclusiones. Mis objeciones principales, al margen de reducir un sistema complejísimo a un modelo con muy pocas variables, ya han sido explicadas en otros post incluidos en nuestra categoría “suelos y cambio climático”. Allí podréis encontrar otros muchos estudios que sus investigadores “dicen ser definitivos” ¿?. Veamos pues que es lo que yo defiendo:

(i) Un incremento del CO2 atmosférico como los previstos hasta ahora no pueden ratificar irrefutablemente que incrementen la biomasa global (y hablamos tan solo de la terrestre), tanto más cuando se espera que se incremente la aridez de grandes espacios geográficos, aun por cuantificar en lo que a su grado y extensión se refiere. Más aun, si bien a mayor cantidad de anhídrido carbónico cabría esperar in incremento de la fotosíntesis (mayor secuestro de este gas en forma de biomasa), en la naturaleza las cosas distan mucho de ser tan ramplonas. Existen otros muchos factores limitantes para el crecimiento de la vegetación, los cuales varían, en función de biomas, ecosistemas, tipos de suelos, etc.

(ii) Nadie ha explicado aun que las concentraciones de CO2 en la atmósfera del suelo, siendo varias veces superiores a la de la atmósfera aérea, resultarán ser drásticamente modificados por incrementos ínfimos, en términos relativos” de la primera.

(iii) El estudio nos informa de un incremento de la humedad del suelo, a lo que personalmente debería responder ¿a escala global?. Los escenarios que se barajan actualmente contradicen tal conjetura, hablándose, a menudo, de un incremento de aridez en amplias regiones del globo y la expansión de zonas más húmedas en otros. Hasta que no conozcamos a “ciencia cierta” estos últimos, los resultados de tales meta-análisis no aportan nada de nada. Eliminar la imprescindible perspectiva espacial de la ecuación descalifica cualquier intento de generalización.

(iv) Un incremento de humedad en las zonas templadas puede dar lugar a fenómenos de encharcamiento-paludificación y gleyzación de los perfiles edáficos (hidromorfía), y como corolario, un mayor secuestro de carbono en forma de materia orgánica secuestrada por el suelo.

Podría añadir otras objeciones en clara confrontación con las que defienden los autores. Sin embargo, reitero, una vez más, que aun sabemos muy poco sobre la dinámica del suelo y sus repercusiones sobre el calentamiento climático. ¿Cuál resulta ser pues la novedad del estudio?. Simplemente la aplicación de este novedoso (aunque ya no tanto) análisis estadístico, si es que fuera el caso de que se tratara de la primera vez se hace uso la materia tratada. No obstante, tal hecho no aporta nada más que eso, siendo sus resultados y conclusiones tan “provisionales como cualquiera de los precedentes”. Resumiendo, no “demuestran nada.

Juan José Ibáñez

Resumen en español castellano del texto original de la noiticia

Cuanto más dióxido de carbono contenga la atmósfera tantos más gases de invernadero liberará el suelo en forma de metano y óxido nitroso. Este estudio demuestra que la naturaleza no es tan eficiente como se pensaba a la hora de frenar el calentamiento global.

El equipo de investigación que ha publicado este artículo, hizo uso de una técnica estadística denominada meta-análisis o síntesis de datos cuantitativos. Se trata de una poderosa herramienta que permite extraer patrones generales en un mar de datos contradictorios. «Hasta ahora, no existía un consenso sobre este tema, ya que los resultados varían de un estudio a otro,». Sin embargo, con el uso de esta metodología dos patrones claros surgieron entre el ruido de fondo al analizar todos los datos: en primer lugar el aumento del  CO2 generó otro paralelo en las emisiones de óxido nitroso del suelo en todos los ecosistemas. Del mismo modo, se constata  que en los arrozales y humedales, a mayores niveles de CO2 atmosférico, tanto más metano se liberan a la atmósfera desde el medio edáfico «Los humedales y campos de arroz resultan ser dos fuentes importantes de emisiones de metano a la atmósfera.

Los responsables resultan ser aquellas comunidades microbianas del suelo, que respiran nitrato y el dióxido de carbono, en lugar del oxígeno, como los seres humanos. Los microbios también producen metano, un gas de efecto invernadero (25 veces más potente que el dióxido de carbono) y el óxido nitroso (300 veces más potente que el dióxido de carbono). Este tipo de respiración anóxica se convierte es una de las razones de que estos microorganismos prosperen cuando las concentraciones atmosféricas de dióxido de carbono aumentan. Las mayores concentraciones de CO2 reducen el consumo de agua por la vegetación, por lo que los suelos retienen humedad más tiempo, lo cual, a su vez retroalimenta, que el suelo atesore menos oxígeno disuelto, retroalimentando positivamente el aumento de las poblaciones de las comunidades microbianas mentadas y como corolario las emisiones de estos potentes gases de invernadero.» Eso sí, tan solo se tienen en cuenta los ecosistemas terrestres, que no van más allá del 30-35% de la superficie terrestre por lo que (…)

La otra razón para que estos microorganismos incrementen su actividad biológica, es consecuencia del aumento de CO2  provoca que las plantas crezcan más rápido (aumentando su producción de biomasa), suministrando más necromasa (alimento) al suelo para fomentar el metabolismo microbiano, y como corolario el secuestro de carbono atmosférico, pudiendo acelerar así  uno de los mecanismos por el que los ecosistemas secuestran CO2, lo cual ralentiza el calentamiento climático. A mayores concentraciones de CO2, las plantas crecen más, absorbiendo dióxido de carbono mediante la fotosíntesis, por lo que cabría esperar que de esta forma también secuestraran más carbono en forma de madera y en materia orgánica del suelo. Sin embargo, este nuevo estudio demuestra que al menos parte de ese carbono extra añadido al medio edáfico proporciona alimento a los microorganismos emisores de óxido nitroso y el metano, que así producen un incremento de las concentraciones de tales gases en la atmósfera, contrarrestando la absorción de CO2 propiciado por el crecimiento de las plantas más.

Emisiones de gases y calentamiento climático. Fuente: Science & Technology Revivews

Soil Microbes Accelerate Global Warming

ScienceDaily (July 14, 2011) — More carbon dioxide in the atmosphere causes soil to release the potent greenhouse gases methane and nitrous oxide, new research published in this week’s edition of Nature reveals. «This feedback to our changing atmosphere means that nature is not as efficient in slowing global warming as we previously thought,» said Dr Kees Jan van Groenigen, Research Fellow at the Botany department at the School of Natural Sciences, Trinity College Dublin, and lead author of the study.

Van Groenigen, along with colleagues from Northern Arizona University and the University of Florida, gathered all published research to date from 49 different experiments mostly from North America, Europe and Asia, and conducted in forests, grasslands, wetlands, and agricultural fields, including rice paddies. The common theme in the experiments was that they all measured how extra carbon dioxide in the atmosphere affects how soils take up or release the gases methane and nitrous oxide.

The research team used a statistical technique called meta-analysis, or quantitative data synthesis, a powerful tool for finding general patterns in a sea of conflicting results. «Until now, there was no consensus on this topic, because results varied from one study to the next,» explained Professor Craig Osenberg of the University of Florida and co-author of the study. «However, two strong patterns emerged when we analysed all the data: firstly more CO2 boosted soil emissions of nitrous oxide in all the ecosystems, and secondly, in rice paddies and wetlands, extra CO2 caused soils to release more methane.» Wetlands and rice fields are two major sources of methane emissions to the atmosphere.

The culprits are specialised microscopic organisms in soil, that respire the chemicals nitrate and carbon dioxide, like humans respire oxygen. The microbes also produce methane, a greenhouse gas 25 times more powerful than carbon dioxide, and nitrous oxide, 300 times more potent than carbon dioxide. Their oxygen-free habit is one of the reasons these microorganisms flourish when atmospheric carbon dioxide concentrations increase. Van Groenigen explained: «The higher CO2 concentrations reduce plant water use, making soils wetter, in turn reducing the availability of oxygen in soil, favoring these microorganisms.»

The other reason these microorganisms become more active is that increasing CO2 makes plants grow faster, and the extra plant growth supplies soil microorganisms with extra energy, pumping up their metabolism. This extra plant growth is one of the main ways ecosystems could slow climate change. With more CO2, plants grow more, soaking up carbon dioxide through photosynthesis, and, the hope is that they also lock away carbon in wood and soil. But this new work shows that at least some of that extra carbon also provides fuel to microorganisms whose byproducts, nitrous oxide and methane, end up in the atmosphere and counteract the cooling effects of more plant growth.

«It’s an ecological point and counterpoint: the more the plants soak up CO2, the more microbes release these more potent greenhouse gases,» said Bruce Hungate, Professor at Northern Arizona University and co-author on the study. «The microbial counterpoint is only partial,» continued Hungate, «reducing the cooling effect of plants by about 20%.»

But it’s an ecological surprise, too, and one that climate models will need to reckon with as they further refine pictures of the climate of the future. «By overlooking the key role of these two greenhouse gases, previous studies may have overestimated the potential of ecosystems to mitigate the greenhouse effect,» van Groenigen concluded.

Story Source: The above story is reprinted (with editorial adaptations by ScienceDaily staff) from materials provided by Trinity College Dublin, via EurekAlert!, a service of AAAS.

Journal Reference: Alexander Knohl, Edzo Veldkamp. Global change: Indirect feedbacks to rising CO2. Nature, 2011; 475 (7355): 177 DOI: 10.1038/475177a